(57)【要約】【課題】  熱源側冷媒回路と、熱源側冷媒回路に接続された利用側冷媒回路とを備えた空気調和装置において、熱源側熱交換器の凝縮能力を熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大する。【解決手段】  空気調和装置１は、熱源側冷媒回路１２ｄと、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、加圧回路１１１と、冷却器１２１とを備える。熱源側冷媒回路１２ｄは、圧縮機構２１と、熱源側熱交換器２３と、熱源側熱交換器２３において凝縮された冷媒を減圧させる熱源側膨張弁２４とが接続されて構成される。加圧回路１１１は、熱源側冷媒回路１２ｄに設けられ、圧縮機構２１において圧縮された高圧のガス冷媒を熱源側膨張弁２４において減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒に合流させる。冷却器１２１は、熱源側膨張弁２４において減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒を冷却する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機構（２１）と、熱源側熱交換器（２３）と、前記熱源側熱交換器が凝縮器として機能する場合に前記熱源側熱交換器において凝縮された冷媒を減圧する熱源側膨張弁（２４）とが接続されて構成される熱源側冷媒回路（１２ｄ）と、
前記熱源側冷媒回路に接続されており、利用側熱交換器（３２、４２、５２）と利用側膨張弁（３１、４１、５１）とが接続されて構成される複数の利用側冷媒回路（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）と、
前記熱源側冷媒回路に設けられ、前記圧縮機構において圧縮された高圧のガス冷媒を前記熱源側膨張弁において減圧されて前記利用側冷媒回路に送られる冷媒に合流させる加圧回路（１１１）と、
前記熱源側膨張弁において減圧されて前記利用側冷媒回路に送られる冷媒を冷却するための冷却器（１２１）と、
を備えた空気調和装置（１）。
【請求項２】
前記加圧回路（１１１）は、前記熱源側膨張弁（２４）と前記冷却器（１２１）との間に高圧のガス冷媒が合流するように接続されている、請求項１に記載の空気調和装置（１）。
【請求項３】
前記熱源側熱交換器（２３）から前記利用側冷媒回路（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）へ送られる冷媒の一部を前記熱源側冷媒回路（１２ｄ）から分岐させて前記冷却器（１２１）に導入し、前記熱源側膨張弁（２４）において減圧されて前記利用側冷媒回路に送られる冷媒を冷却した後、前記圧縮機構（２１）の吸入側に戻すように前記熱源側冷媒回路に接続された冷却回路（１２２）をさらに備えている、請求項１又は２に記載の空気調和装置（１）。
【請求項４】
前記熱源側熱交換器（２３）は、冷媒が下側から流入して上側から流出するように構成された蒸発器として機能することが可能であり、
３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用しており、
前記熱源側熱交換器の下部に接続され、前記熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を冷媒とともに前記圧縮機構（２１）に戻す油戻し回路（１０１）をさらに備えている、
請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置、特に、熱源側冷媒回路と、熱源側冷媒回路に接続された複数の利用側冷媒回路とを備えた空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷媒の蒸発器として冷媒が下側から流入して上側から流出するように構成された熱交換器を有する蒸気圧縮式の冷媒回路を備えた冷凍装置がある（例えば、特許文献１参照。）。この冷凍装置においては、蒸発器内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐため、冷媒よりも比重が小さいために２層に分離して冷媒の液面の上に浮いた状態で溜まった冷凍機油を冷媒の液面付近から抜き出して圧縮機の吸入側に戻すようにしている。
【０００３】
また、蒸気圧縮式の冷媒回路を備えた冷凍装置の一例として、複数の熱源側熱交換器を有する熱源側冷媒回路と、熱源側冷媒回路に接続された複数の利用側冷媒回路とを有する蒸気圧縮式の冷媒回路を備えた空気調和装置がある（例えば、特許文献２参照。）。このような空気調和装置においては、各熱源側熱交換器に流入する冷媒の流量を調節することができるように熱源側膨張弁が設けられている。そして、この空気調和装置において、例えば、暖房運転時や冷暖同時運転時に熱源側熱交換器を蒸発器として機能させる場合には、複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷が小さくなるのに応じて、熱源側膨張弁の開度を小さくすることによって蒸発能力を小さくする制御を行い、さらに、複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷が非常に小さくなる場合には、複数の熱源側膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交換器の台数を減らすことによって蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行っている。
【０００４】
また、上述の空気調和装置においては、例えば、冷房運転時や冷暖同時運転時に熱源側熱交換器を凝縮器として機能させる場合には、複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷が小さくなるのに応じて、熱源側熱交換器に接続された熱源側膨張弁の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器内に溜まる液冷媒の量を増やして実質的な伝熱面積を減少させることで凝縮能力を小さくする制御を行っている。しかし、熱源側膨張弁の開度を小さくする制御を行うと、熱源側膨張弁の下流側（具体的には、熱源側膨張弁と利用側冷媒回路との間）の冷媒圧力が低下する傾向となって安定せず、熱源側冷媒回路の凝縮能力を小さくする制御を安定的に行うことができないという問題があった。これに対して、圧縮機で圧縮された高圧のガス冷媒を、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路に送られる冷媒に合流させる加圧回路を設けることによって、熱源側膨張弁の下流側の冷媒圧力を高くする制御が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開昭６３−２０４０７４号公報
【特許文献２】特開平３−２６０５６１号公報
【特許文献３】特開平３−１２９２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の空気調和装置において、冷媒の蒸発器として機能する場合に冷媒が下側から流入して上側から流出するように構成されたプレート熱交換器等の熱交換器を熱源側熱交換器として使用する場合がある。この場合には、熱源側熱交換器内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐため、熱源側熱交換器内の冷媒の液面を一定以上のレベルになるように維持する必要がある。しかし、複数の利用側冷媒回路における空調負荷が非常に小さくなる場合等のように、熱源側熱交換器を蒸発能力の小さい蒸発器として機能させる場合においては、熱源側膨張弁の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器を流れる冷媒量を減少させようとしても、熱源側熱交換器内の冷媒の液面の制約から熱源側膨張弁の開度をあまり小さくすることができないため、熱源側膨張弁の開度調節のみでは十分に蒸発能力を制御できず、結果的に、複数の熱源側膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交換器の台数を減らすことによって蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行うことが必要になっている。
【０００６】
このため、複数の熱源側熱交換器を設置する分だけ部品点数の増加及びコストアップが生じ、また、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させて蒸発能力を小さくする場合に熱源側熱交換器で凝縮される冷媒量の分だけ圧縮機において圧縮される冷媒量が増加することになり、複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷が小さい運転条件におけるＣＯＰが悪くなるという問題がある。
【０００７】
また、上述の空気調和装置において、冷媒回路に加圧回路を設けることによって、熱源側熱交換器を冷媒の凝縮器として機能させる場合に、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路に送られる冷媒に圧縮機で圧縮された高圧のガス冷媒を合流させるようにすると、熱源側膨張弁から利用側冷媒回路に送られる冷媒が気液二相流になり、しかも、熱源側膨張弁の開度を小さくなる程、加圧回路から高圧のガス冷媒が合流された後の冷媒のガス分率が大きくなり、複数の利用側冷媒回路間で偏流が生じてしまうため、結果的に、熱源側膨張弁の開度を十分に小さくすることができないという問題が生じている。この結果、熱源側熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる場合と同様に、熱源側冷媒回路に複数の熱源側熱交換器を設けて、複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷が非常に小さくなる場合には、複数の熱源側膨張弁を閉止して凝縮器として機能する熱源側熱交換器の台数を減らすことによって凝縮能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器の一部を蒸発器として機能させることにより凝縮器として機能する熱源側熱交換器の凝縮能力と相殺して凝縮能力を小さくする制御を行うことが必要になっている。
【０００８】
このため、複数の熱源側熱交換器を設置する分だけ部品点数の増加及びコストアップが生じ、また、複数の熱源側熱交換器の一部を蒸発器として機能させて凝縮能力を小さくする場合に熱源側熱交換器で蒸発される冷媒量の分だけ圧縮機において圧縮される冷媒量が増加することになり、複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷が小さい運転条件におけるＣＯＰが悪くなるという問題がある。
【０００９】
本発明の課題は、熱源側冷媒回路と、熱源側冷媒回路に接続された複数の利用側冷媒回路とを備えた空気調和装置において、熱源側熱交換器の凝縮能力を熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明にかかる空気調和装置は、熱源側冷媒回路と、複数の利用側冷媒回路と、加圧回路と、冷却器とを備えている。熱源側冷媒回路は、圧縮機構と、熱源側熱交換器と、熱源側熱交換器が凝縮器として機能する場合に熱源側熱交換器において凝縮された冷媒を減圧させる熱源側膨張弁とが接続されて構成される。利用側冷媒回路は、熱源側冷媒回路に接続されており、利用側熱交換器と利用側膨張弁とが接続されて構成される。加圧回路は、熱源側冷媒回路に設けられ、圧縮機構において圧縮された高圧のガス冷媒を熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路に送られる冷媒に合流させる。冷却器は、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路に送られる冷媒を冷却する。
【００１１】
この空気調和装置では、凝縮器として機能する熱源側熱交換器において凝縮された冷媒が熱源側膨張弁によって減圧されて利用側冷媒回路に送られる際に、加圧回路から高圧のガス冷媒が合流して加圧されて、熱源側膨張弁の下流側の冷媒圧力が高くなる。ここで、従来の空気調和装置のように高圧のガス冷媒が合流させるだけでは、利用側冷媒回路に送られる冷媒がガス分率の大きな気液二相流となってしまい、結果的に、熱源側膨張弁の開度を十分に小さくすることができないが、この空気調和装置においては、熱源側膨張弁によって減圧されて利用側冷媒回路に送られる冷媒を、冷却器によって冷却するようにしているため、ガス冷媒を凝縮させることができて、利用側冷媒回路にガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくても済むようになる。
【００１２】
これにより、この空気調和装置では、複数の利用側冷媒回路の空調負荷に応じて熱源側膨張弁の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器の凝縮能力を小さくする制御を行うとともに加圧回路によって高圧のガス冷媒を合流させて加圧する制御を行っても、利用側冷媒回路にガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくて済むようになるため、熱源側熱交換器の蒸発能力を熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することが可能になる。
【００１３】
そして、この空気調和装置では、従来の空気調和装置のように、熱源側熱交換器を複数設けて、熱源側熱交換器を凝縮器として機能させる場合に、複数の熱源側膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交換器の台数を減らすことによって蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行う必要がなくなるため、単一の熱源側熱交換器によって広範囲の凝縮能力の制御幅を得ることができるようになる。
【００１４】
これにより、熱源側熱交換器の凝縮能力の制御の制御幅の制約によって熱源側熱交換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器の単一化が可能となるため、従来の空気調和装置において複数の熱源側熱交換器を設置することにより発生していた部品点数の増加及びコストアップを防ぎ、また、複数の熱源側熱交換器の一部を蒸発器として機能させて凝縮能力を小さくする場合に熱源側熱交換器で凝縮される冷媒量の分だけ圧縮機構において圧縮される冷媒量が増加して複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷が小さい運転条件におけるＣＯＰが悪くなるという問題を解消することができる。
【００１５】
第２の発明にかかる空気調和装置は、第１の発明にかかる空気調和装置において、加圧回路は、熱源側膨張弁と冷却器との間に高圧のガス冷媒が合流するように接続されている。
この空気調和装置では、加圧回路が熱源側膨張弁と冷却器との間に高圧のガス冷媒が合流するように接続されているため、高圧のガス冷媒が合流されて冷媒の温度が高くなった冷媒を冷却器によって冷却することになる。これにより、冷却器において冷媒を冷却するための冷熱源として、低温の冷熱源を使用する必要がなく、比較的高温の冷熱源を使用することができる。
【００１６】
第３の発明にかかる空気調和装置は、第１又は第２の発明にかかる空気調和装置において、熱源側熱交換器から利用側冷媒回路へ送られる冷媒の一部を熱源側冷媒回路から分岐させて冷却器に導入し、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路に送られる冷媒を冷却した後、圧縮機構の吸入側に戻すように熱源側冷媒回路に接続された冷却回路をさらに備えている。
【００１７】
この空気調和装置では、熱源側熱交換器から利用側冷媒回路へ送られる冷媒の一部を圧縮機構の吸入側に戻すことができる冷媒圧力まで減圧したものを冷却器の冷却源として使用しているため、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路へ送られる冷媒の温度よりも十分に低い温度の冷却源を得ることができる。これにより、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路へ送られる冷媒を過冷却状態まで冷却することが可能になる。
【００１８】
第４の発明にかかる空気調和装置は、第１〜３の発明にかかる空気調和装置において、熱源側熱交換器は、冷媒が下側から流入して上側から流出するように構成された蒸発器として機能することが可能である。空気調和装置は、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用している。空気調和装置は、熱源側熱交換器の下部に接続され、熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を冷媒とともに圧縮機構に戻す油戻し回路をさらに備えている。
【００１９】
この空気調和装置では、熱源側熱交換器が、蒸発器として機能する際に冷媒が下側から流入して上側から流出するように構成されており、冷凍機油及び冷媒として、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用している。ここで、熱源側熱交換器における冷媒の蒸発温度は、熱源として水や空気を熱源とする場合には、３０℃以下の温度である。このため、この空気調和装置において、冷凍機油は、熱源側熱交換器内における冷媒の液面に浮いた状態で溜まるのではなく、冷媒と混合した状態で熱源側熱交換器内に溜まることになる。そして、熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油は、熱源側熱交換器の下部に接続された油戻し回路によって、冷媒とともに圧縮機構の吸入側に戻されるようになっている。このため、従来の空気調和装置のように、熱源側熱交換器内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐために、熱源側熱交換器内の冷媒の液面を一定以上のレベルになるように維持する必要がなくなる。
【００２０】
これにより、この空気調和装置では、複数の利用側冷媒回路の空調負荷に応じて熱源側膨張弁の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器の蒸発能力を小さくする制御を行い、その結果、熱源側熱交換器内における冷媒の液面が低下しても、熱源側熱交換器内に冷凍機油が溜まり込むことがなくなるため、熱源側熱交換器の蒸発能力を熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することが可能になる。
【００２１】
そして、この空気調和装置では、従来の空気調和装置のように、熱源側熱交換器を複数設けて、熱源側熱交換器を蒸発器として機能させる場合に、複数の熱源側膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交換器の台数を減らすことによって蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行う必要がなくなるため、単一の熱源側熱交換器によって広範囲の蒸発能力の制御幅を得ることができるようになる。
【００２２】
これにより、熱源側熱交換器の凝縮能力の制御の制御幅の制約だけでなく、熱源側熱交換器の蒸発能力の制御の制御幅の制約によって熱源側熱交換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器の単一化が可能となるため、従来の空気調和装置において複数の熱源側熱交換器を設置することにより発生していた部品点数の増加及びコストアップを防ぎ、また、複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷が小さい運転条件におけるＣＯＰが悪くなるという問題を解消することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
第１の発明では、複数の利用側冷媒回路の空調負荷に応じて熱源側膨張弁の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器の凝縮能力を小さくする制御を行うとともに加圧回路によって高圧のガス冷媒を合流させて加圧する制御を行っても、利用側冷媒回路にガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくて済むようになるため、熱源側熱交換器の蒸発能力を熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することが可能になる。しかも、熱源側熱交換器の凝縮能力の制御の制御幅の制約によって熱源側熱交換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器の単一化が可能となる。
【００２４】
第２の発明では、加圧回路が熱源側膨張弁と冷却器との間に高圧のガス冷媒が合流するように接続されているため、高圧のガス冷媒が合流されて冷媒の温度が高くなった冷媒を冷却器によって冷却することになる。これにより、冷却器において冷媒を冷却するための冷熱源として、低温の冷熱源を使用する必要がなく、比較的高温の冷熱源を使用することができる。
【００２５】
第３の発明では、熱源側熱交換器から利用側冷媒回路へ送られる冷媒の一部を圧縮機構の吸入側に戻すことができる冷媒圧力まで減圧したものを冷却器の冷却源として使用しているため、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路へ送られる冷媒の温度よりも十分に低い温度の冷却源を得ることができる。これにより、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路へ送られる冷媒を過冷却状態まで冷却することが可能になる。
【００２６】
第４の発明では、熱源側熱交換器が蒸発器として機能する際に、複数の利用側冷媒回路の空調負荷に応じて熱源側膨張弁の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器の蒸発能力を小さくする制御を行い、その結果、熱源側熱交換器内における冷媒の液面が低下しても、熱源側熱交換器内に冷凍機油が溜まり込むことがなくなるため、熱源側熱交換器の蒸発能力を熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することが可能になる。しかも、熱源側熱交換器の凝縮能力の制御の制御幅の制約だけでなく、熱源側熱交換器の蒸発能力の制御の制御幅の制約によって熱源側熱交換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器の単一化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面に基づいて、本発明にかかる空気調和装置の実施形態について説明する。
（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明にかかる一実施形態の空気調和装置１の概略の冷媒回路図である。空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビル等の屋内の冷暖房に使用される装置である。
【００２８】
空気調和装置１は、主として、１台の熱源ユニット２と、複数（本実施形態では、３台）の利用ユニット３、４、５と、各利用ユニット３、４、５に接続される接続ユニット６、７、８と、接続ユニット６、７、８を介して熱源ユニット２と利用ユニット３、４、５とを接続する冷媒連絡配管９、１０、１１とを備えており、例えば、ある空調空間については冷房運転を行いつつ他の空調空間については暖房運転を行う等のように、利用ユニット３、４、５が設置される屋内の空調空間の要求に応じて、冷暖同時運転が可能になるように構成されている。すなわち、本実施形態の空気調和装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路１２は、熱源ユニット２と、利用ユニット３、４、５と、接続ユニット６、７、８と、冷媒連絡配管９、１０、１１とが接続されることによって構成されている。
【００２９】
そして、空気調和装置１の冷媒回路１２には、本実施形態において、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒が使用されている。このような冷媒と冷凍機油との組み合わせとして、例えば、Ｒ４１０Ａとポリビニルエーテル（ＰＶＥ）等のエーテル油との組み合わせがある。ここで、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用するのは、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３（後述）を蒸発器として機能させる場合の冷媒の蒸発温度の最高値が３０℃である点に着目して、この蒸発温度の最高値（すなわち、３０℃）以下の温度範囲において、熱源側熱交換器２３内に溜まった冷凍機油と冷媒とが２層に分離しないようにすることで、熱源側熱交換器２３の下部から冷媒とともに冷凍機油を抜き出して熱源ユニット２の圧縮機構２１（後述）に戻すことができるようにしているためである。
【００３０】
＜利用ユニット＞
利用ユニット３、４、５は、ビル等の屋内の天井に埋め込みや吊り下げ等、又は、屋内の壁面に壁掛け等により設置されている。利用ユニット３、４、５は、冷媒連絡配管９、１０、１１及び接続ユニット６、７、８を介して熱源ユニット２に接続されており、冷媒回路１２の一部を構成している。
【００３１】
次に、利用ユニット３、４、５の構成について説明する。尚、利用ユニット３と利用ユニット４、５とは同様の構成であるため、ここでは、利用ユニット３の構成のみ説明し、利用ユニット４、５の構成については、それぞれ、利用ユニット３の各部を示す３０番台の符号の代わりに４０番台又は５０番台の符号を付して、各部の説明を省略する。
利用ユニット３は、主として、冷媒回路１２の一部を構成しており、利用側冷媒回路１２ａ（利用ユニット４、５では、それぞれ、利用側冷媒回路１２ｂ、１２ｃ）を備えている。この利用側冷媒回路１２ａは、主として、利用側膨張弁３１と、利用側熱交換器３２とを備えている。本実施形態において、利用側膨張弁３１は、利用側冷媒回路１２ａ内を流れる冷媒の流量の調節等を行うために、利用側熱交換器３２の液側に接続された電動膨張弁である。本実施形態において、利用側熱交換器３２は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷媒と屋内空気との熱交換を行うための機器である。本実施形態において、利用ユニット３は、ユニット内に屋内空気を吸入して、熱交換した後に、供給空気として屋内に供給するための送風ファン（図示せず）を備えており、屋内空気と利用側熱交換器３２を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。
【００３２】
また、利用ユニット３には、各種のセンサが設けられている。利用側熱交換器３２の液側には液冷媒の温度を検出する液側温度センサ３３が設けられており、利用側熱交換器３２のガス側にはガス冷媒の温度を検出するガス側温度センサ３４が設けられている。さらに、利用ユニット３には、ユニット内に吸入される屋内空気の温度を検出するＲＡ吸入温度センサ３５が設けられている。また、利用ユニット３は、利用ユニット３を構成する各部の動作を制御する利用側制御部３６を備えている。そして、利用側制御部３６は、利用ユニット３の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリを有しており、リモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行ったり、熱源ユニット２との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
【００３３】
＜熱源ユニット＞
熱源ユニット２は、ビル等の屋上等に設置されており、冷媒連絡配管９、１０、１１を介して利用ユニット３、４、５に接続されており、利用ユニット３、４、５の間で冷媒回路１２を構成している。
次に、熱源ユニット２の構成について説明する。熱源ユニット２は、主として、冷媒回路１２の一部を構成しており、熱源側冷媒回路１２ｄを備えている。この熱源側冷媒回路１０ｄは、主として、圧縮機構２１と、第１切換機構２２と、熱源側熱交換器２３と、
熱源側膨張弁２４と、レシーバ２５と、第２切換機構２６と、液側閉鎖弁２７と、高圧ガス側閉鎖弁２８と、低圧ガス側閉鎖弁２９と、第１油戻し回路１０１と、加圧回路１１１と、冷却器１２１と、冷却回路１２２とを備えている。
【００３４】
圧縮機構２１は、主として、圧縮機２１ａと、圧縮機２１ａの吐出側に接続された油分離器２１ｂと、油分離器２１ｂと圧縮機２１ａの吸入管２１ｃとを接続する第２油戻し回路２１ｄとを有している。圧縮機２１ａは、本実施形態において、インバータ制御により運転容量を可変することが可能な容積式圧縮機である。油分離器２１ｂは、圧縮機２１ａにおいて圧縮されて吐出された高圧のガス冷媒に同伴する冷凍機油を分離する容器である。第２油戻し回路２１ｄは、油分離器２１ｂにおいて分離された冷凍機油を圧縮機２１ａに戻すための回路である。第２油戻し回路２１ｄは、主として、油分離器２１ｂと圧縮機２１ａの吸入管２１ｃとを接続する油戻し管２１ｅと、油戻し管２１ｅに接続された油分離器２１ｂにおいて分離された高圧の冷凍機油を減圧するキャピラリチューブ２１ｆとを有している。キャピラリチューブ２１ｆは、油分離器２１ｂにおいて分離された高圧の冷凍機油を圧縮機２１ａの吸入側の冷媒圧力まで減圧する細管である。本実施形態において、圧縮機構２１は、圧縮機が圧縮機２１ａの１台のみであるが、これに限定されず、利用ユニットの接続台数等に応じて、２台以上の圧縮機が並列に接続されたものであってもよい。
【００３５】
第１切換機構２２は、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させる際（以下、凝縮運転状態とする）には圧縮機構２１の吐出側と熱源側熱交換器２３のガス側とを接続し、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させる際（以下、蒸発運転状態とする）には圧縮機構２１の吸入側と熱源側熱交換器２３のガス側とを接続するように、熱源側冷媒回路１２ｄ内における冷媒の流路を切り換えることが可能な四路切換弁であり、その第１ポート２２ａは圧縮機構２１の吐出側に接続されており、その第２ポート２２ｂは熱源側熱交換器２３のガス側に接続されており、その第３ポート２２ｃは圧縮機構２１の吸入側に接続されており、第４ポート２２ｄはキャピラリチューブ９１を介して圧縮機構２１の吸入側に接続されている。そして、第１切換機構２２は、上述のように、第１ポート２２ａと第２ポート２２ｂとを接続するとともに、第３ポート２２ｃと第４ポート２２ｄとを接続（凝縮運転状態に対応、図１の第１切換機構２２の実線を参照）したり、第２ポート２２ｂと第３ポート２２ｃとを接続するとともに、第１ポート２２ｃと第４ポート２２ｄとを接続（蒸発運転状態に対応、図１の第１切換機構２２の破線を参照）する切り換えを行うことが可能である。
【００３６】
熱源側熱交換器２３は、冷媒の蒸発器及び冷媒の凝縮器として機能させることが可能な熱交換器であり、本実施形態において、水を熱源として冷媒と熱交換するプレート熱交換器である。熱源側熱交換器２３は、そのガス側が第１切換機構２２の第２ポート２２ｂに接続され、その液側が熱源側膨張弁２４に接続されている。熱源側熱交換器２３は、図２に示されるように、プレス加工等によって成形された複数のプレート部材２３ａをパッキン（図示せず）を介して重ね合わせることにより、各プレート部材２３ａ間に上下方向に延びる複数の流路２３ｂ、２３ｃが形成され、これらの複数の流路２３ｂ、２３ｃ内を冷媒と水とが交互に流れる（具体的には、冷媒が流路２３ｂ内を流れて、水が流路２３ｃ内を流れる、図２の矢印Ａ及びＢ参照）ことによって熱交換を行うことができるように構成されている。そして、複数の流路２３ｂは、その上端部及び下端部において、互いが連通されており、熱源側熱交換器２３の上部及び下部に設けられたガス側ノズル２３ｄ及び液側ノズル２３ｅに接続されている。このガス側ノズル２３ｄは第１切換機構２２に接続されており、液側ノズル２３ｅは熱源側膨張弁２４に接続されている。これにより、冷媒は、熱源側熱交換器２３が蒸発器として機能する場合には、液側ノズル２３ｅ（すなわち、下側）から流入してガス側ノズル２３ｄ（すなわち、上側）から流出し、熱源側熱交換器２３が凝縮器として機能する場合には、ガス側ノズル２３ｄ（すなわち、上側）から流入して液側ノズル２３ｅ（すなわち、下側）から流出することになる（図２の矢印Ａ参照）。また、複数の流路２３ｃは、その上端部及び下端部において、互いが連通されており、熱源側熱交換器２３の上部及び下部に設けられた水入口ノズル２３ｆ及び水出口ノズル２３ｇに接続されている。また、熱源としての水は、本実施形態において、空気調和装置１の外部に設置された冷水塔設備やボイラー設備からの水配管（図示せず）を通じて熱源側熱交換器２３の水入口ノズル２３ｆから供給水ＣＷＳとして流入し、冷媒と熱交換を行った後に、水出口ノズル２３ｇから流出して冷水塔設備やボイラー設備に排出水ＣＷＲとして戻されるようになっている。ここで、冷水塔設備やボイラー設備から供給される水は、熱源側熱交換器２３内を流れる冷媒の流量とは関係なく一定量供給されている。
【００３７】
熱源側膨張弁２４は、本実施形態において、液冷媒連絡配管９を介して熱源側熱交換器２３と利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃとの間を流れる冷媒の流量の調節等を行うことが可能な電動膨張弁であり、熱源側熱交換器２３の液側に接続されている。
レシーバ２５は、熱源側熱交換器２３と利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃとの間を流れる冷媒を一時的に溜めるための容器である。レシーバ２５は、本実施形態において、熱源側膨張弁２４と冷却器１２１との間に接続されている。
【００３８】
第２切換機構２６は、熱源ユニット２を冷暖同時機用の熱源ユニットとして使用する場合（図４〜７参照）であって高圧のガス冷媒を利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送る際（以下、暖房負荷要求運転状態とする）には、圧縮機構２１の吐出側と高圧ガス側閉鎖弁２８とを接続し、熱源ユニット２を冷暖切替機用の熱源ユニットとして使用する場合（変形例１、図８〜１０参照、以下、冷暖切替時冷房運転状態とする）にであって冷房運転を行う際には、高圧ガス側閉鎖弁２８と圧縮機構２１の吸入側とを接続するように、熱源側冷媒回路１２ｄ内における冷媒の流路を切り換えることが可能な四路切換弁であり、その第１ポート２６ａは圧縮機構２１の吐出側に接続されており、その第２ポート２６ｂはキャピラリチューブ９２を介して圧縮機構２１の吸入側に接続されており、その第３ポート２６ｃは圧縮機構２１の吸入側に接続されており、その第４ポート２６ｄは高圧ガス側閉鎖弁２８に接続されている。そして、第２切換機構２６は、上述のように、第１ポート２６ａと第２ポート２６ｂとを接続するとともに、第３ポート２６ｃと第４ポート２６ｄとを接続（冷暖切替時冷房運転状態に対応、図１の第２切換機構２６の実線を参照）したり、第２ポート２６ｂと第３ポート２６ｃとを接続するとともに、第１ポート２６ａと第４ポート２６ｄとを接続（暖房負荷要求運転状態に対応、図１の第２切換機構２６の破線を参照）する切り換えを行うことが可能である。
【００３９】
液側閉鎖弁２７、高圧ガス側閉鎖弁２８及び低圧ガス側閉鎖弁２９は、外部の機器・配管（具体的には、冷媒連絡配管９、１０及び１１）との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁２７は、冷却器１２１に接続されている。高圧ガス側閉鎖弁２８は、第２切換機構２６の第４ポート２６ｄに接続されている。低圧ガス側閉鎖弁２９は、圧縮機構２１の吸入側に接続されている。
【００４０】
第１油戻し回路１０１は、蒸発運転状態、すなわち、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させる際に、熱源側熱交換器２３内に溜まった冷凍機油を冷媒とともに圧縮機構２１に戻す回路である。第１油戻し回路１０１は、主として、熱源側熱交換器２３の下部と圧縮機構２１とを接続する油戻し管１０１ａと、油戻し管１０１ａに接続された開閉弁１０１ｂと、逆止弁１０１ｃと、キャピラリチューブ１０１ｄとを有している。油戻し管１０１ａは、一端が熱源側熱交換器２３の下部から冷媒とともに冷凍機油を抜き出すことができるように設けられており、本実施形態においては、図３に示されるように、熱源側熱交換器２３の下部に設けられた液側ノズル２３ｅの管内を通じて熱源側熱交換器２３の冷媒が流れる流路２３ｂ内まで延びる配管である。ここで、熱源側熱交換器２３には、複数の流路２３ｂ間を連通させるために、各プレート部材２３ａに連通孔２３ｈが設けられている（複数の流路２３ｃ間も同様）。このため、油戻し管１０１ａは、複数の流路２３ｂを貫通するように設けられていてもよい（図３の破線で示される油戻し管１０１ａ参照）。また、油戻し管１０１ａの他端は、本実施形態において、圧縮機構２１の吸入側に接続されている。開閉弁１０１ｂは、本実施形態において、必要に応じて第１油戻し回路１０１を使用できるようにするために接続されており、冷媒及び冷凍機油の流通及び遮断が可能な電磁弁である。逆止弁１０１ｃは、冷媒及び冷凍機油が熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１の吸入側に向かって油戻し管１０１ａ内を流れることをのみを許容する弁である。キャピラリチューブ１０１ｄは、熱源側熱交換器２３の下部から抜き出された冷媒及び冷凍機油を圧縮機構２１の吸入側の冷媒圧力まで減圧する細管である。
【００４１】
加圧回路１１１は、凝縮運転状態、すなわち、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させる際に、圧縮機構２１において圧縮された高圧のガス冷媒を、熱源側熱交換器２３において凝縮され熱源側膨張弁２４において減圧された後に利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒に合流させる回路である。加圧回路１１１は、主として、圧縮機構２１の吐出側と熱源側膨張弁２４の下流側（すなわち、熱源側膨張弁２４と液側閉鎖弁２７との間）とを接続する加圧管１１１ａと、加圧管１１１ａに接続された開閉弁１１１ｂと、逆止弁１１１ｃと、キャピラリチューブ１１１ｄとを有している。加圧管１１１ａは、本実施形態において、一端が圧縮機構２１の油分離器２１ｂの出口と第１及び第２切換機構２２、２６の第１ポート２２ａ、２６ａとの間に接続されている。また、加圧管１１１ａの他端は、本実施形態において、熱源側膨張弁２４とレシーバ２５との間に接続されている。開閉弁１１１ｂは、本実施形態において、必要に応じて加圧回路１１１を使用できるようにするために接続されており、冷媒の流通及び遮断が可能な電磁弁である。逆止弁１１１ｃは、冷媒が圧縮機構２１の吐出側から熱源側膨張弁２４の下流側に向かって加圧管１１１ａ内を流れることをのみを許容する弁である。キャピラリチューブ１１１ｄは、圧縮機構２１の吐出側から抜き出された冷媒を熱源側膨張弁２４の下流側の冷媒圧力まで減圧する細管である。
【００４２】
冷却器１２１は、凝縮運転状態、すなわち、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させる際に、熱源側熱交換器２３において凝縮された後に、熱源側膨張弁２４において減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒を冷却する熱交換器である。冷却器１２１は、本実施形態において、レシーバ２５と液側閉鎖弁２７との間に接続されている。言い換えれば、加圧回路１１１は、加圧管１１１ａが熱源側膨張弁２４と冷却器１２１との間に接続されて、高圧のガス冷媒が熱源側膨張弁２４において減圧された冷媒に合流するように接続されている。冷却器１２１としては、例えば、２重管式の熱交換器を用いることが可能である。
【００４３】
冷却回路１２２は、凝縮運転状態、すなわち、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させる際に、熱源側熱交換器２３から利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒の一部を熱源側冷媒回路１２ｄから分岐させて冷却器１２１に導入し、熱源側熱交換器２３において凝縮され熱源側膨張弁２４において減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒を冷却した後、圧縮機構２１の吸入側に戻すように熱源側冷媒回路１２ｄに接続された回路である。冷却回路１２２は、主として、熱源側熱交換器２３から利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒の一部を冷却器１２１に導入する導入管１２２ａと、導入管１２２ａに接続された冷却回路側膨張弁１２２ｂと、冷却器１２１を通過した冷媒を圧縮機構２１の吸入側に戻す導出管１２２ｃとを有している。導入管１２２ａは、本実施形態において、一端がレシーバ２５と冷却器１２１との間との間に接続されている。また、導入管１２２ａの他端は、本実施形態において、冷却器１２１の冷却回路１２２側の入口に接続されている。冷却回路側膨張弁１２２ｂは、本実施形態において、必要に応じて冷却回路１２２を使用できるようにするために接続されており、冷却回路１２２を流れる冷媒の流量を調節することが可能な電動膨張弁である。導出管１２２ｃは、本実施形態において、一端が冷却器１２１の冷却回路１２２側の出口に接続されている。また、導出管１２２ｃは、本実施形態において、他端が圧縮機構２１の吸入側に接続されている。
【００４４】
また、熱源ユニット２には、各種のセンサが設けられている。具体的には、熱源ユニット２は、圧縮機構２１の吸入圧力を検出する吸入圧力センサ９３と、圧縮機構２１の吐出圧力を検出する吐出圧力センサ９４と、圧縮機構２１の吐出側の冷媒の吐出温度を検出する吐出温度センサ９５と、冷却回路１２２の導出管１２２ｃを流れる冷媒の温度を検出する冷却回路出口温度センサ９６とが設けられている。また、熱源ユニット２は、熱源ユニット２を構成する各部の動作を制御する熱源側制御部９７を備えている。そして、熱源側制御部９７は、熱源ユニット２の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリを有しており、利用ユニット３、４、５の利用側制御部３６、４６、５６との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
【００４５】
＜接続ユニット＞
接続ユニット６、７、８は、ビル等の屋内に利用ユニット３、４、５とともに設置されている。接続ユニット６、７、８は、冷媒連絡配管９、１０、１１とともに、利用ユニット３、４、５と熱源ユニット２との間に介在しており、冷媒回路１２の一部を構成している。
【００４６】
次に、接続ユニット６、７、８の構成について説明する。尚、接続ユニット６と接続ユニット７、８とは同様の構成であるため、ここでは、接続ユニット６の構成のみ説明し、接続ユニット７、８の構成については、それぞれ、接続ユニット６の各部を示す６０番台の符号の代わりに７０番台又は８０番台の符号を付して、各部の説明を省略する。
接続ユニット６は、主として、主として、冷媒回路１２の一部を構成しており、接続側冷媒回路１２ｅ（接続ユニット７、８では、それぞれ、接続側冷媒回路１２ｆ、１２ｇ）を備えている。この接続側冷媒回路１２ｅは、主として、液接続管６１と、ガス接続管６２と、高圧ガス開閉弁６６と、低圧ガス開閉弁６７とを有している。本実施形態において、液接続管６１は、液冷媒連絡配管９と利用側冷媒回路１２ａの利用側膨張弁３１とを接続している。ガス接続管６２は、高圧ガス冷媒連絡配管１０に接続された高圧ガス接続管６３と、低圧ガス冷媒連絡配管１１に接続された低圧ガス接続管６４と、高圧ガス接続管６３と低圧ガス接続管６４とを合流させる合流ガス接続管６５とを有している。合流ガス接続管６５は、利用側冷媒回路１２ａの利用側熱交換器３２のガス側に接続されている。そして、高圧ガス開閉弁６６は、本実施形態において、高圧ガス接続管６３に接続されており、冷媒の流通及び遮断が可能な電磁弁である。低圧ガス開閉弁６７は、本実施形態において、低圧ガス接続管６４に接続されており、冷媒の流通及び遮断が可能な電磁弁である。これにより、接続ユニット６は、利用ユニット３が冷房運転を行う際には、高圧ガス開閉弁６６を閉止し、かつ、低圧ガス開閉弁６７を開けた状態にして、液冷媒連絡配管９を通じて液接続管６１に流入する冷媒を利用側冷媒回路１２ａの利用側膨張弁３１に送り、利用側膨張弁３１で減圧され利用側熱交換器３２において蒸発された後に、合流ガス接続管６５及び低圧ガス接続管６４を通じて低圧ガス冷媒連絡配管１１に戻すように機能することができる。また、接続ユニット６は、利用ユニット３が暖房運転を行う際には、低圧ガス開閉弁６７を閉止し、かつ、高圧ガス開閉弁６６を開けた状態にして、高圧ガス冷媒連絡配管１０を通じて高圧ガス接続管６３及び合流ガス接続管６５に流入する冷媒を利用側冷媒回路１２ａの利用側熱交換器３２のガス側に送り、利用側熱交換器３２において凝縮され利用側膨張弁３１で減圧された後に、液接続管６１を通じて液冷媒連絡配管９に戻すように機能することができる。また、接続ユニット６は、接続ユニット６を構成する各部の動作を制御する接続側制御部６８を備えている。そして、接続側制御部６８は、接続ユニット６の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリを有しており、利用ユニット３の利用側制御部３６との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
【００４７】
以上のように、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、熱源側冷媒回路１２ｄと、冷媒連絡配管９、１０、１１と、接続側冷媒回路１２ｅ、１２ｆ、１２ｇとが接続されて、空気調和装置１の冷媒回路１２が構成されている。そして、本実施形態の空気調和装置１では、例えば、利用ユニット３、４が冷房運転を行いつつ、利用ユニット５が暖房運転を行う等の、いわゆる、冷暖同時運転を行うことが可能になっている。
【００４８】
そして、本実施形態の空気調和装置１では、後述のように、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させる際に、第１油戻し回路１０１を用いることによって、熱源側熱交換器２３の蒸発能力を熱源側膨張弁２４によって制御する際の制御幅が拡大されており、単一の熱源側熱交換器２３によって広範囲の蒸発能力の制御幅を得ることができるようになっている。また、空気調和装置１では、後述のように、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させる際に、加圧回路１１１及び冷却器１２１を用いることによって、熱源側熱交換器２３の凝縮能力を熱源側膨張弁２４によって制御する際の制御幅が拡大されており、単一の熱源側熱交換器２３によって広範囲の凝縮能力の制御幅を得ることができるようになっている。これにより、本実施形態の空気調和装置１では、従来の空気調和装置において、複数台設けられていた熱源側熱交換器の単一化が実現されている。
【００４９】
（２）空気調和装置の動作
次に、本実施形態の空気調和装置１の動作について説明する。
本実施形態の空気調和装置１の運転モードは、各利用ユニット３、４、５の空調負荷に応じて、利用ユニット３、４、５の全て暖房運転を行う暖房運転モードと、利用ユニット３、４、５の全てが冷房運転を行う冷房運転モードと、利用ユニット３、４、５の一部が冷房運転を行いつつ他の利用ユニットが暖房運転を行う冷暖房同時運転モードとに分けることができる。また、冷暖同時運転モードについては、利用ユニット３、４、５全体の空調負荷により、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させて運転している場合（蒸発運転状態）と、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させて運転している場合（凝縮運転状態）とに運転モードを分けることができる。
【００５０】
以下、空気調和装置１の４つの運転モードにおける動作について説明する。
＜暖房運転モード＞
利用ユニット３、４、５の全てを暖房運転する際、空気調和装置１の冷媒回路１２は、図４に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図４の冷媒回路１２に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１２ｄにおいては、第１切換機構２２を蒸発運転状態（図４の第１切換機構２２の破線で示された状態）に切り換え、第２切換機構２６を暖房負荷要求運転状態（図４の第２切換機構２６の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させるとともに、高圧ガス冷媒連絡配管１０を通じて利用ユニット３、４、５に圧縮機構２１において圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を供給できるようになっている。また、熱源側膨張弁２４は、冷媒を減圧するように開度調節されている。尚、加圧回路１１１の開閉弁１１１ｂ及び冷却回路１２２の冷却回路側膨張弁１２２ｂは閉止されており、熱源側膨張弁２４とレシーバ２５との間を流れる冷媒に高圧のガス冷媒を合流させたり、冷却器１２１への冷熱源の供給を遮断してレシーバ２５と利用ユニット３、４、５との間を流れる冷媒を冷却しない状態になっている。接続ユニット６、７、８においては、低圧ガス開閉弁６７、７７、８７を閉止するとともに高圧ガス開閉弁６６、７６、８６を開けることによって、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２を凝縮器として機能させる状態になっている。利用ユニット３、４、５においては、利用側膨張弁３１、４１、５１は、例えば、利用側熱交換器３２、４２、５２の過冷却度（具体的には、液側温度センサ３３、４３、５３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ３４、４４、５４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、各利用ユニットの暖房負荷に応じて開度調節されている。
【００５１】
このような冷媒回路１２の構成において、圧縮機構２１の圧縮機２１ａで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、油分離器２１ｂにおいて、高圧のガス冷媒中に同伴する冷凍機油の大部分が分離されて第２切換機構２６に送られる。そして、油分離器２１ｂにおいて分離された冷凍機油は、第２油戻し回路２１ｄを通じて圧縮機２１ａの吸入側に戻される。第２切換機構２６に送られた高圧のガス冷媒は、第２切換機構２６の第１ポート２６ａ及び第４ポート２６ｄと高圧ガス側閉鎖弁２８とを通じて、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られる。
【００５２】
そして、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られた高圧のガス冷媒は、３つに分岐されて、各接続ユニット６、７、８の高圧ガス接続管６３、７３、８３に送られる。接続ユニット６、７、８の高圧ガス接続管６３、７３、８３に送られた高圧のガス冷媒は、高圧ガス開閉弁６６、７６、８６及び合流ガス接続管６５、７５、８５を通じて、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２に送られる。
【００５３】
そして、利用側熱交換器３２、４２、５２に送られた高圧のガス冷媒は、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２において、屋内空気と熱交換を行うことによって凝縮される。一方、屋内の空気は、加熱されて屋内に供給される。利用側熱交換器３２、４２、５２において凝縮された冷媒は、利用側膨張弁３１、４１、５１を通過した後、接続ユニット６、７、８の液接続管６１、７１、８１に送られる。
【００５４】
そして、液接続管６１、７１、８１に送られた冷媒は、液冷媒連絡配管９に送られて合流する。
そして、液冷媒連絡配管９に送られて合流した冷媒は、熱源ユニット２の液側閉鎖弁２７及び冷却器１２１を通じて、レシーバ２５に送られる。レシーバ２５に送られた冷媒は、レシーバ２５内に一時的に溜められた後、熱源側膨張弁２４によって減圧される。そして、熱源側膨張弁２４によって減圧された冷媒は、熱源側熱交換器２３において、熱源としての水と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒になり、第１切換機構２２に送られる。そして、第１切換機構２２に送られた低圧のガス冷媒は、第１切換機構２２の第２ポート２２ｂ及び第３ポート２２ｃを通じて、圧縮機構２１の吸入側に戻される。このようにして、暖房運転モードにおける動作が行われている。
【００５５】
このとき、各利用ユニット３、４、５の暖房負荷が非常に小さくなる場合がある。このような場合には、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３における冷媒の蒸発能力を小さくして、利用ユニット３、４、５全体の暖房負荷（すなわち、利用側熱交換器３２、４２、５２の凝縮負荷）とバランスさせなければならない。このため、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行うことで熱源側熱交換器２３における冷媒の蒸発量を少なくする制御を行うようにしている。このような熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行うと、熱源側熱交換器２３内における冷媒の液面が低下することになる。すると、本実施形態の熱源側熱交換器２３のように、冷媒の蒸発器として機能する際に冷媒が下側から流入して上側から流出するように構成された熱交換器（図２及び図３参照）では、蒸発された冷媒とともに冷凍機油が同伴して排出されにくくなり、冷凍機油の溜まり込みが生じやすくなる。
【００５６】
しかし、本実施形態の空気調和装置１では、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用するとともに、第１油戻し回路１０１を設けている。そして、この第１油戻し回路１０１の開閉弁１０１ｂは、暖房運転モードの場合（すなわち、第１切換機構２２が蒸発運転状態になっている場合）に、開けられており、油戻し管１０１ａを通じて熱源側熱交換器２３内から冷凍機油を熱源側熱交換器２３の下部から冷媒とともに抜き出して圧縮機構２１に戻すことができるようになっている。このため、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行うことによって熱源側熱交換器２３内における冷媒の液面が低下して、蒸発された冷媒とともに冷凍機油が同伴して排出されにくい状態になっているにもかかわらず、熱源側熱交換器２３内における冷凍機油の溜まり込みを防ぐことができるようになっている。
【００５７】
尚、開閉弁１０１ｂは、熱源側熱交換器２３が凝縮器として機能する場合に開けていると、熱源側熱交換器２３において凝縮された冷媒の一部が圧縮機構２１に戻されることになり、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒量が減少してしまうため、第１切換機構２２が凝縮運転状態になっている場合には閉止し、第１切換機構２２が蒸発運転状態になっている場合に開けるようにすることが望ましい。さらに、第１切換機構２２が蒸発運転状態になっている場合において、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行うことによって熱源側熱交換器２３内における冷媒の液面が低下して、蒸発された冷媒とともに冷凍機油が同伴して排出されにくい状態になっている場合にのみ開けるようにしてもよい。例えば、開閉弁１０１ｂを開ける条件として、第１切換機構２２が蒸発運転状態であることに加えて、熱源側膨張弁２４が所定開度以下であることを加えることができる。この所定開度は、熱源側熱交換器２３内における冷媒の液面が低下して、蒸発された冷媒とともに冷凍機油が同伴して排出されにくい状態となる熱源側膨張弁２４の開度を実験的に見い出し、この実験的に見い出された開度に基づいて決定される。
【００５８】
＜冷房運転モード＞
利用ユニット３、４、５の全てを冷房運転する際、空気調和装置１の冷媒回路１２は、図５に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図５の冷媒回路１２に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１２ｄにおいては、第１切換機構２２を凝縮運転状態（図５の第１切換機構２２の実線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させるようになっている。また、熱源側膨張弁２４は、開けられた状態になっている。尚、第１油戻し回路１０１の開閉弁１０１ｂは閉止されており、熱源側熱交換器２３の下部から冷媒とともに冷凍機油を抜き出して圧縮機構２１に戻す動作を行わないようにしている。接続ユニット６、７、８においては、高圧ガス開閉弁６６、７６、８６を閉止するとともに低圧ガス開閉弁６７、７７、８７を開けることによって、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２を蒸発器として機能させるとともに、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２と熱源ユニット２の圧縮機構２１の吸入側とが低圧ガス冷媒連絡配管１１を介して接続された状態になっている。利用ユニット３、４、５においては、利用側膨張弁３１、４１、５１は、例えば、利用側熱交換器３２、４２、５２の過熱度（具体的には、液側温度センサ３３、４３、５３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ３４、４４、５４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、各利用ユニットの冷房負荷に応じて開度調節されている。
【００５９】
このような冷媒回路１２の構成において、圧縮機構２１の圧縮機２１ａで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、油分離器２１ｂにおいて、高圧のガス冷媒中に同伴する冷凍機油の大部分が分離されて第１切換機構２２に送られる。そして、油分離器２１ｂにおいて分離された冷凍機油は、第２油戻し回路２１ｄを通じて圧縮機２１ａの吸入側に戻される。そして、第１切換機構２２に送られた高圧のガス冷媒は、第１切換機構２２の第１ポート２２ａ及び第２ポート２２ｂを通じて、熱源側熱交換器２３に送られる。そして、熱源側熱交換器２３に送られた高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器２３において、熱源としての水と熱交換を行うことによって凝縮される。そして、熱源側熱交換器２３において凝縮された冷媒は、熱源側膨張弁２４を通過した後、加圧回路１１１通じて圧縮機構２１で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒が合流し（詳細は後述）、レシーバ２５に送られる。そして、レシーバ２５に送られた冷媒は、レシーバ２５内に一時的に溜められた後、冷却器１２１に送られる。そして、冷却器１２１に送られた冷媒は、冷却回路１２２を流れる冷媒と熱交換を行うことによって冷却される（詳細は後述）。そして、冷却器１２１において冷却された冷媒は、液側閉鎖弁２７を通じて、液冷媒連絡配管９に送られる。
【００６０】
そして、液冷媒連絡配管９に送られた冷媒は、３つに分岐されて、各接続ユニット６、７、８の液接続管６１、７１、８１に送られる。そして、接続ユニット６、７、８の液接続管６１、７１、８１に送られた冷媒は、利用ユニット３、４、５の利用側膨張弁３１、４１、５１に送られる。
そして、利用側膨張弁３１、４１、５１に送られた冷媒は、利用側膨張弁３１、４１、５１によって減圧された後、利用側熱交換器３２、４２、５２において、屋内空気と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒となる。一方、屋内の空気は、冷却されて屋内に供給される。そして、低圧のガス冷媒は、接続ユニット６、７、８の合流ガス接続管６５、７５、８５に送られる。
【００６１】
そして、合流ガス接続管６５、７５、８５に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス開閉弁６７、７７、８７及び低圧ガス接続管６４、７４、８４を通じて、低圧ガス冷媒連絡配管１１に送られて合流する。
そして、低圧ガス冷媒連絡配管１１に送られて合流した低圧のガス冷媒は、低圧ガス側閉鎖弁２９を通じて、圧縮機構２１の吸入側に戻される。このようにして、冷房運転モードにおける動作が行われている。
【００６２】
このとき、各利用ユニット３、４、５の冷房負荷が非常に小さくなる場合がある。このような場合には、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３における冷媒の凝縮能力を小さくして、利用ユニット３、４、５全体の冷房負荷（すなわち、利用側熱交換器３２、４２、５２の蒸発負荷）とバランスさせなければならない。このため、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行うことで熱源側熱交換器２３における冷媒の凝縮量を少なくする制御を行うようにしている。このような熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行うと、熱源側熱交換器２３内に溜まる液冷媒の量が増加して実質的な伝熱面積を減少することで凝縮能力が小さくなる。しかし、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行うと、熱源側膨張弁２４の下流側（具体的には、熱源側膨張弁２４と利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃとの間）の冷媒圧力が低下する傾向となって安定せず、熱源側冷媒回路１２ｄの凝縮能力を小さくする制御を安定的に行うことが困難になる傾向にある。
【００６３】
これに対して、本実施形態の空気調和装置１では、圧縮機構２１で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を、熱源側膨張弁２４において減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒に合流させる加圧回路１１１を設けている。そして、この加圧回路１１１の開閉弁１１１ｂは、冷房運転モードの場合（すなわち、第１切換機構２２が凝縮運転状態になっている場合）に、開けられており、加圧管１１１ａを通じて圧縮機構２１の吐出側から熱源側膨張弁２４の下流側に合流させることができるようになっている。このため、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行いつつ、熱源側膨張弁２４の下流側に加圧回路１１１を通じて高圧のガス冷媒を合流させることによって、熱源側膨張弁２４の下流側の冷媒の圧力を高くすることができるようになっている。しかし、加圧回路１１１を通じて高圧のガス冷媒を熱源側膨張弁２４の下流側に合流させるだけでは、高圧のガス冷媒が合流されることにより、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒がガス分率の大きな気液二相流となってしまい、液冷媒連絡配管９から各利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに冷媒を分岐する際に、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃ間で偏流が生じてしまう。
【００６４】
これに対して、本実施形態の空気調和装置１では、冷却器１２１を熱源側膨張弁２４の下流側にさらに設けている。このため、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行いつつ、熱源側膨張弁２４の下流側に加圧回路１１１を通じて高圧のガス冷媒を合流させることによって、熱源側膨張弁２４の下流側の冷媒圧力を高くする制御を行うとともに、熱源側膨張弁２４によって減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒を、冷却器１２１によって冷却するようにしているため、ガス冷媒を凝縮させることができて、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃにガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくても済むようになっている。また、本実施形態の空気調和装置１においては、加圧管１１１ａは、熱源側膨張弁２４とレシーバ２５との間に接続されているため、熱源側膨張弁２４の下流側の冷媒に高圧のガス冷媒が合流し、高圧のガス冷媒が合流されて温度が高くなった冷媒を冷却器１２１によって冷却するようになっている。このため、冷却器１２１において冷媒を冷却するための冷熱源として、低温の冷熱源を使用する必要がなく、比較的高温の冷熱源を使用することができる。しかも、本実施形態の空気調和装置１においては、冷却回路１２２が設けられており、熱源側熱交換器２３から利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒の一部を圧縮機構２１の吸入側に戻すことができる冷媒圧力まで減圧し、この冷媒を冷却器１２１の冷却源として使用しているため、熱源側膨張弁２４において減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒の温度よりも十分に低い温度の冷却源を得ることができる。このため、熱源側膨張弁２４において減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒を過冷却状態まで冷却することが可能になっている。そして、冷却回路１２２の冷却回路側膨張弁１２２ｂは、例えば、冷却器１２１の過熱度（冷却回路１２２の導出管１２２ｃに設けられた冷却回路出口温度センサ９６によって検出される冷媒温度より演算）に基づいて開度調節する等、熱源側膨張弁２４の下流側から利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒の流量や温度に応じて開度調節されている。
【００６５】
＜冷暖同時運転モード（蒸発負荷）＞
利用ユニット３、４、５のうち、例えば、利用ユニット３を冷房運転し、かつ、利用ユニット４、５を暖房運転する冷暖同時運転モードであって、利用ユニット３、４、５全体の空調負荷に応じて、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させて運転している際（蒸発運転状態）の動作について説明する。この際、空気調和装置１の冷媒回路１２は、図６に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図６の冷媒回路１２に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１２ｄにおいては、上述の暖房運転モードと同様に、第１切換機構２２を蒸発運転状態（図６の第１切換機構２２の破線で示された状態）に切り換え、第２切換機構２６を暖房負荷要求運転状態（図６の第２切換機構２６の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させるとともに、高圧ガス冷媒連絡配管１０を通じて利用ユニット４、５に圧縮機構２１において圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を供給できるようになっている。また、熱源側膨張弁２４は、冷媒を減圧するように開度調節されている。尚、加圧回路１１１の開閉弁１１１ｂ及び冷却回路１２２の冷却回路側膨張弁１２２ｂは閉止されており、熱源側膨張弁２４とレシーバ２５との間を流れる冷媒に高圧のガス冷媒を合流させたり、冷却器１２１への冷熱源の供給を遮断してレシーバ２５と利用ユニット３、４、５との間を流れる冷媒を冷却しない状態になっている。接続ユニット６においては、高圧ガス開閉弁６６を閉止するとともに低圧ガス開閉弁６７を開けることによって、利用ユニット３の利用側熱交換器３２を蒸発器として機能させるとともに、利用ユニット３の利用側熱交換器３２と熱源ユニット２の圧縮機構２１の吸入側とが低圧ガス冷媒連絡配管１１を介して接続された状態になっている。利用ユニット３においては、利用側膨張弁３１は、例えば、利用側熱交換器３２の過熱度（具体的には、液側温度センサ３３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ３４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、利用ユニットの冷房負荷に応じて開度調節されている。接続ユニット７、８においては、低圧ガス開閉弁７７、８７を閉止するとともに高圧ガス開閉弁７６、８６を開けることによって、利用ユニット４、５の利用側熱交換器４２、５２を凝縮器として機能させるようにしている。利用ユニット４、５においては、利用側膨張弁４１、５１は、例えば、利用側熱交換器４２、５２の過冷却度（具体的には、液側温度センサ４３、５３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ４４、５４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、各利用ユニットの暖房負荷に応じて開度調節されている。
【００６６】
このような冷媒回路１２の構成において、圧縮機構２１の圧縮機２１ａで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、油分離器２１ｂにおいて、高圧のガス冷媒中に同伴する冷凍機油の大部分が分離されて第２切換機構２６に送られる。そして、油分離器２１ｂにおいて分離された冷凍機油は、第２油戻し回路２１ｄを通じて圧縮機２１ａの吸入側に戻される。第２切換機構２６に送られた高圧のガス冷媒は、第２切換機構２６の第１ポート２６ａ及び第４ポート２６ｄと、高圧ガス側閉鎖弁２８とを通じて、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られる。
【００６７】
そして、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られた高圧のガス冷媒は、２つに分岐されて、各接続ユニット７、８の高圧ガス接続管７３、８３に送られる。接続ユニット７、８の高圧ガス接続管７３、８３に送られた高圧のガス冷媒は、高圧ガス開閉弁７６、８６及び合流ガス接続管７５、８５を通じて利用ユニット４、５の利用側熱交換器４２、５２に送られる。
【００６８】
そして、利用側熱交換器４２、５２に送られた高圧のガス冷媒は、利用ユニット４、５の利用側熱交換器４２、５２において、屋内空気と熱交換を行うことによって凝縮される。一方、屋内の空気は、加熱されて屋内に供給される。利用側熱交換器４２、５２において凝縮された冷媒は、利用側膨張弁４１、５１を通過した後、接続ユニット７、８の液接続管７１、８１に送られる。
【００６９】
そして、液接続管７１、８１に送られた冷媒は、液冷媒連絡配管９に送られて合流する。
そして、液冷媒連絡配管９に送られて合流した冷媒の一部は、接続ユニット６の液接続管６１に送られる。そして、接続ユニット６の液接続管６１に送られた冷媒は、利用ユニット３の利用側膨張弁３１に送られる。
【００７０】
そして、利用側膨張弁３１に送られた冷媒は、利用側膨張弁３１によって減圧された後、利用側熱交換器３２において、屋内空気と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒となる。一方、屋内の空気は、冷却されて屋内に供給される。そして、低圧のガス冷媒は、接続ユニット６の合流ガス接続管６５に送られる。
そして、合流ガス接続管６５に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス開閉弁６７及び低圧ガス接続管６４を通じて、低圧ガス冷媒連絡配管１１に送られて合流する。
【００７１】
そして、低圧ガス冷媒連絡配管１１に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス側閉鎖弁２９を通じて、圧縮機構２１の吸入側に戻される。
一方、液冷媒連絡配管９から接続ユニット６及び利用ユニット３に送られた冷媒を除いた残りの冷媒は、熱源ユニット２の液側閉鎖弁２７及び冷却器１２１を通じてレシーバ２５に送られる。レシーバ２５に送られた冷媒は、レシーバ２５内に一時的に溜められた後、熱源側膨張弁２４によって減圧される。そして、熱源側膨張弁２４によって減圧された冷媒は、熱源側熱交換器２３において、熱源としての水と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒になり、第１切換機構２２に送られる。そして、第１切換機構２２に送られた低圧のガス冷媒は、第１切換機構２２の第２ポート２２ｂ及び第３ポート２２ｃを通じて、圧縮機構２１の吸入側に戻される。このようにして、冷暖同時運転モード（蒸発負荷）における動作が行われている。
【００７２】
このとき、各利用ユニット３、４、５全体の空調負荷に応じて、熱源側熱交換器２３としては、蒸発負荷が必要であるが、その大きさが非常に小さくなる場合がある。このような場合には、上述の暖房運転モードと同様に、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３における冷媒の蒸発能力を小さくして、利用ユニット３、４、５全体の空調負荷とバランスさせなければならない。特に、このような冷暖同時運転モードにおいては、利用ユニット３の冷房負荷と、利用ユニット４、５の暖房負荷とがほぼ同程度の負荷になる場合があり、このような場合には、熱源側熱交換器２３の蒸発負荷を非常に小さくしなければならない。
【００７３】
しかし、本実施形態の空気調和装置１では、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用するとともに、第１油戻し回路１０１を設けているため、上述の暖房運転モードの動作説明において述べたように、熱源側熱交換器２３内における冷凍機油の溜まり込みを防ぐことができるようになっている。
＜冷暖同時運転モード（凝縮負荷）＞
利用ユニット３、４、５のうち、例えば、利用ユニット３、４を冷房運転し、かつ、利用ユニット５を暖房運転する冷暖同時運転モードであって、利用ユニット３、４、５全体の空調負荷に応じて、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させて運転している際（凝縮運転状態）の動作について説明する。この際、空気調和装置１の冷媒回路１２は、図７に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図７の冷媒回路１２に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１２ｄにおいては、第１切換機構２２を凝縮運転状態（図７の第１切換機構２２の実線で示された状態）に切り換え、第２切換機構２６を暖房負荷要求運転状態（図７の第２切換機構２６の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させるとともに、高圧ガス冷媒連絡配管１０を通じて利用ユニット５に圧縮機構２１において圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を供給できるようになっている。また、熱源側膨張弁２４は、開けられた状態になっている。尚、第１油戻し回路１０１の開閉弁１０１ｂは閉止されており、熱源側熱交換器２３の下部から冷媒とともに冷凍機油を抜き出して圧縮機構２１に戻す動作を行わない状態になっている。接続ユニット６、７においては、高圧ガス開閉弁６６、７６を閉止するとともに低圧ガス開閉弁６７、７７を開けることによって、利用ユニット３、４の利用側熱交換器３２、４２を蒸発器として機能させるとともに、利用ユニット３、４の利用側熱交換器３２、４２と熱源ユニット２の圧縮機構２１の吸入側とが低圧ガス冷媒連絡配管１１を介して接続された状態になっている。利用ユニット３、４においては、利用側膨張弁３１、４１は、例えば、利用側熱交換器３２、４２の過熱度（具体的には、液側温度センサ３３、４３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ３４、４４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、各利用ユニットの冷房負荷に応じて開度調節されている。接続ユニット８においては、低圧ガス開閉弁８７を閉止するとともに高圧ガス開閉弁８６を開けることによって、利用ユニット５の利用側熱交換器５２を凝縮器として機能させるようにしている。利用ユニット５においては、利用側膨張弁５１は、例えば、利用側熱交換器５２の過冷却度（具体的には、液側温度センサ５３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ５４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、利用ユニットの暖房負荷に応じて開度調節されている。
【００７４】
このような冷媒回路１２の構成において、圧縮機構２１の圧縮機２１ａで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、油分離器２１ｂにおいて、高圧のガス冷媒中に同伴する冷凍機油の大部分が分離されて第１切換機構２２及び第２切換機構２６に送られる。そして、油分離器２１ｂにおいて分離された冷凍機油は、第２油戻し回路２１ｄを通じて圧縮機２１ａの吸入側に戻される。そして、圧縮機構２１で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒のうち第１切換機構２２に送られた高圧のガス冷媒は、第１切換機構２２の第１ポート２２ａ及び第２ポート２２ｂを通じて、熱源側熱交換器２３に送られる。そして、熱源側熱交換器２３に送られた高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器２３において、熱源としての水と熱交換を行うことによって凝縮される。そして、熱源側熱交換器２３において凝縮された冷媒は、熱源側膨張弁２４を通過した後、加圧回路１１１通じて圧縮機構２１で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒が合流し（詳細は後述）、レシーバ２５に送られる。そして、レシーバ２５に送られた冷媒は、レシーバ２５内に一時的に溜められた後、冷却器１２１に送られる。そして、冷却器１２１に送られた冷媒は、冷却回路１２２を流れる冷媒と熱交換を行うことによって冷却される（詳細は後述）。そして、冷却器１２１において冷却された冷媒は、液側閉鎖弁２７を通じて、液冷媒連絡配管９に送られる。
【００７５】
一方、圧縮機構２１で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒のうち第２切換機構２６に送られた高圧のガス冷媒は、第２切換機構２６の第１ポート２６ａ及び第４ポート２６ｄと、高圧ガス側閉鎖弁２８とを通じて、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られる。
そして、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られた高圧のガス冷媒は、接続ユニット８の高圧ガス接続管８３に送られる。接続ユニット８の高圧ガス接続管８３に送られた高圧のガス冷媒は、高圧ガス開閉弁８６及び合流ガス接続管８５を通じて利用ユニット５の利用側熱交換器５２に送られる。
【００７６】
そして、利用側熱交換器５２に送られた高圧のガス冷媒は、利用ユニット５の利用側熱交換器５２において、屋内空気と熱交換を行うことによって凝縮される。一方、屋内の空気は、加熱されて屋内に供給される。利用側熱交換器５２において凝縮された冷媒は、利用側膨張弁５１を通過した後、接続ユニット８の液接続管８１に送られる。
そして、液接続管８１に送られた冷媒は、液冷媒連絡配管９に送られて、第１切換機構２２、熱源側熱交換器２３、熱源側膨張弁２４、レシーバ２５、冷却器１２１及び液側閉鎖弁２７を通じて液冷媒連絡配管９に送られた冷媒に合流される。
【００７７】
そして、この液冷媒連絡配管９を流れる冷媒は、２つに分岐されて、各接続ユニット６、７の液接続管６１、７１に送られる。そして、接続ユニット６、７の液接続管６１、７１に送られた冷媒は、利用ユニット３、４の利用側膨張弁３１、４１に送られる。
そして、利用側膨張弁３１、４１に送られた冷媒は、利用側膨張弁３１、４１によって減圧された後、利用側熱交換器３２、４２において、屋内空気と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒となる。一方、屋内の空気は、冷却されて屋内に供給される。そして、低圧のガス冷媒は、接続ユニット６、７の合流ガス接続管６５、７５に送られる。
【００７８】
そして、合流ガス接続管６５、７５に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス開閉弁６７、７７及び低圧ガス接続管６４、７４を通じて、低圧ガス冷媒連絡配管１１に送られて合流する。
そして、低圧ガス冷媒連絡配管１１に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス側閉鎖弁２９を通じて、圧縮機構２１の吸入側に戻される。このようにして、冷暖同時運転モード（凝縮負荷）における動作が行われている。
【００７９】
このとき、各利用ユニット３、４、５全体の空調負荷に応じて、熱源側熱交換器２３としては、凝縮負荷が必要であるが、その大きさが非常に小さくなる場合がある。このような場合には、上述の冷房運転モードと同様に、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３における冷媒の凝縮能力を小さくして、利用ユニット３、４、５全体の空調負荷とバランスさせなければならない。特に、このような冷暖同時運転モードにおいては、利用ユニット３、４の冷房負荷と、利用ユニット５の暖房負荷とがほぼ同程度の負荷になる場合があり、このような場合には、熱源側熱交換器２３の凝縮負荷を非常に小さくしなければならない。
【００８０】
しかし、本実施形態の空気調和装置１では、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行いつつ、熱源側膨張弁２４の下流側に加圧回路１１１を通じて高圧のガス冷媒を合流させることによって、熱源側膨張弁２４の下流側の冷媒の圧力を高くする制御を行うとともに、熱源側膨張弁２４によって減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂに送られる冷媒を、冷却器１２１によって冷却するようにしているため、ガス冷媒を凝縮させることができて、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂにガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくても済むようになっている。
【００８１】
（３）空気調和装置の特徴
本実施形態の空気調和装置１には、以下のような特徴がある。
（Ａ）
本実施形態の空気調和装置１では、蒸発器として機能する際には冷媒が下側から流入して上側から流出するように構成された熱源側熱交換器２３を有する熱源側冷媒回路１２ｄと、複数の利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃとが接続されて構成される冷媒回路１２を備えており、この冷媒回路１２に使用される冷凍機油及び冷媒として、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用している。ここで、熱源側熱交換器２３における冷媒の蒸発温度は、熱源として水や空気を熱源とする場合には、３０℃以下の温度である。このため、空気調和装置１において、冷凍機油は、熱源側熱交換器２３内における冷媒の液面に浮いた状態で溜まるのではなく、冷媒と混合した状態で熱源側熱交換器２３内に溜まることになる。そして、熱源側熱交換器２３内に溜まった冷凍機油は、熱源側熱交換器２３の下部に接続された第１油戻し回路１０１によって、冷媒とともに圧縮機構２１の吸入側に戻されるようになっている。このため、従来の空気調和装置のように、熱源側熱交換器内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐために、熱源側熱交換器内の冷媒の液面を一定以上のレベルになるように維持する必要がなくなる。
【００８２】
これにより、空気調和装置１では、複数の利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃの空調負荷に応じて熱源側膨張弁２４の開度を小さくすることによって、熱源側熱交換器２３の蒸発能力を小さくする制御を行い、その結果、熱源側熱交換器２３内における冷媒の液面が低下しても、熱源側熱交換器２３内に冷凍機油が溜まり込むことがなくなるため、熱源側熱交換器２３の蒸発能力を熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することが可能になる。
【００８３】
そして、空気調和装置１では、従来の空気調和装置のように、熱源側熱交換器を複数設けて、熱源側熱交換器を蒸発器として機能させる場合に、複数の熱源側膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交換器の台数を減らすことによって蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行う必要がなくなるため、単一の熱源側熱交換器によって広範囲の蒸発能力の制御幅を得ることができるようになる。
【００８４】
これにより、熱源側熱交換器の蒸発能力の制御の制御幅の制約によって熱源側熱交換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器の単一化が可能となるため、従来の空気調和装置において複数の熱源側熱交換器を設置することにより発生していた部品点数の増加及びコストアップを防ぎ、また、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させて蒸発能力を小さくする場合に熱源側熱交換器で凝縮される冷媒量の分だけ圧縮機構において圧縮される冷媒量が増加して複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷が小さい運転条件におけるＣＯＰが悪くなるという問題を解消することができる。
【００８５】
（Ｂ）
本実施形態の空気調和装置１では、第１油戻し回路１０１に開閉弁１０１ｂを設けるとともに、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させる場合には開閉弁１０１ｂを閉止した状態で運転することによって、熱源側熱交換器２３において凝縮された後に利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒量が減少するのを防ぐことができる。
【００８６】
また、空気調和装置１では、熱源側熱交換器２３内の冷媒の液面が冷凍機油の溜まり込みのない一定以上のレベルまでは、第１油戻し回路１０１を使用する必要がないため、熱源側熱交換器２３内に冷凍機油の溜まり込みが生じうる冷媒の液面に対応する熱源側膨張弁２４の開度を所定開度として設定し、熱源側膨張弁２４の開度がこの所定開度以下になった場合にのみ開閉弁１０１ｂを開けて運転することによって、熱源側熱交換器２３において蒸発されることなく圧縮機構２１に送られる冷媒量が増加するのを防ぐことができる。
【００８７】
（Ｃ）
本実施形態の空気調和装置１では、熱源側熱交換器２３としてプレート式熱交換器を使用しており、その構造上、熱源側熱交換器２３内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐために冷媒の液面の上に浮いた状態で溜まった冷凍機油を冷媒の液面付近から抜き出すことが困難である。しかし、本実施形態の空気調和装置１においては、冷凍機油が冷媒と混合した状態で熱源側熱交換器２３内に溜まり、熱源側熱交換器２３内に溜まった冷凍機油を冷媒とともに熱源側熱交換器２３の下部から抜き出すだけでよいため、プレート式熱交換器を使用する場合であっても、第１油戻し回路１０１の設置が容易である。
【００８８】
（Ｄ）
本実施形態の空気調和装置１では、凝縮器として機能する熱源側熱交換器２３において凝縮された冷媒が熱源側膨張弁２４によって減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる際に、加圧回路１１１から高圧のガス冷媒が合流して加圧されて、熱源側膨張弁２４の下流側の冷媒圧力が高くなる。ここで、従来の空気調和装置のように高圧のガス冷媒が合流させるだけでは、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒がガス分率の大きな気液二相流となってしまい、結果的に、熱源側膨張弁２４の開度を十分に小さくすることができないが、空気調和装置１においては、熱源側膨張弁２４によって減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒を、冷却器１２１によって冷却するようにしているため、ガス冷媒を凝縮させることができて、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃにガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくても済むようになる。
【００８９】
これにより、空気調和装置１では、複数の利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃの空調負荷に応じて熱源側膨張弁２４の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器２３の凝縮能力を小さくする制御を行うとともに加圧回路１１１によって高圧のガス冷媒を合流させて加圧する制御を行っても、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃにガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくて済むようになるため、熱源側熱交換器２３の蒸発能力を熱源側膨張弁２４によって制御する際の制御幅を拡大することが可能になる。
【００９０】
そして、空気調和装置１では、従来の空気調和装置のように、熱源側熱交換器を複数設けて、熱源側熱交換器を凝縮器として機能させる場合に、複数の熱源側膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交換器の台数を減らすことによって蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行う必要がなくなるため、単一の熱源側熱交換器によって広範囲の凝縮能力の制御幅を得ることができるようになる。
【００９１】
これにより、熱源側熱交換器の凝縮能力の制御の制御幅の制約によって熱源側熱交換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器の単一化が可能となるため、従来の空気調和装置において複数の熱源側熱交換器を設置することにより発生していた部品点数の増加及びコストアップを防ぎ、また、複数の熱源側熱交換器の一部を蒸発器として機能させて凝縮能力を小さくする場合に熱源側熱交換器で凝縮される冷媒量の分だけ圧縮機構において圧縮される冷媒量が増加して複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷が小さい運転条件におけるＣＯＰが悪くなるという問題を解消することができる。
【００９２】
（Ｅ）
本実施形態の空気調和装置１では、加圧回路１１１が熱源側膨張弁２４と冷却器１２１との間に高圧のガス冷媒が合流するように接続されているため、高圧のガス冷媒が合流されて冷媒の温度が高くなった冷媒を冷却器１２１によって冷却することになる。これにより、冷却器１２１において冷媒を冷却するための冷熱源として、低温の冷熱源を使用する必要がなく、比較的高温の冷熱源を使用することができる。
【００９３】
また、空気調和装置１では、熱源側膨張弁２４の下流側から利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒の一部を圧縮機構２１の吸入側に戻すことができる冷媒圧力まで減圧したものを冷却器１２１の冷却源として使用しているため、熱源側膨張弁２４の下流側から利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒の温度よりも十分に低い温度の冷却源を得ることができる。これにより、熱源側膨張弁２４の下流側から利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒を過冷却状態まで冷却することが可能になる。
【００９４】
（Ｆ）
本実施形態の空気調和装置１では、熱源側熱交換器２３内を流れる冷媒の流量制御とは関係なく一定量供給される水を熱源として使用しており、水量の制御により熱源側熱交換器２３における蒸発能力を制御することができない。しかし、空気調和装置１においては、熱源側膨張弁２４によって熱源側熱交換器２３の蒸発能力又は凝縮能力を制御する際の制御幅が拡大されているため、水量の制御をしなくても、熱源側熱交換器２３の蒸発能力を制御する際の制御幅を確保することができる。
【００９５】
（４）変形例１
上述の空気調和装置１においては、冷暖同時運転が可能な空気調和装置を構成するために、熱源ユニット２と利用ユニット３、４、５とが冷媒連絡配管９、１０、１１及び接続ユニット６、７、８を介して接続されているが、図８に示されるように、冷暖切替運転が可能な空気調和装置を構成するために、熱源ユニット２と利用ユニット３、４、５とを冷媒連絡配管９、１０のみを介して接続してもよい。具体的には、本変形例の空気調和装置１では、冷暖同時運転可能にする際に必要な低圧ガス冷媒連絡配管１１及び接続ユニット６、７、８を省略して、利用ユニット３、４、５を液冷媒連絡配管９及び高圧ガス冷媒連絡配管１０に直接接続し、第２切換機構２６の切り換えによって、高圧ガス冷媒連絡配管１０を利用ユニット３、４、５から熱源ユニット２に戻される低圧のガス冷媒が流れる配管として機能させたり、高圧ガス冷媒連絡配管１０を熱源ユニット２から利用ユニット３、４、５に供給する高圧のガス冷媒が流れる配管として機能させることができるようにしている。
【００９６】
次に、本変形例の空気調和装置１の動作（暖房運転モード及び冷房運転モード）について説明する。
まず、暖房運転モードについて説明する。利用ユニット３、４、５の全てを暖房運転する際、空気調和装置１の冷媒回路１２は、図９に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図９の冷媒回路１２に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１２ｄにおいては、第１切換機構２２を蒸発運転状態（図９の第１切換機構２２の破線で示された状態）に切り換え、第２切換機構２６を暖房負荷要求運転状態（図９の第２切換機構２６の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させるとともに、高圧ガス冷媒連絡配管１０を通じて利用ユニット３、４、５に圧縮機構２１において圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を供給できるようになっている。また、熱源側膨張弁２４は、冷媒を減圧するように開度調節されている。尚、加圧回路１１１の開閉弁１１１ｂ及び冷却回路１２２の冷却回路側膨張弁１２２ｂは閉止されており、熱源側膨張弁２４とレシーバ２５との間を流れる冷媒に高圧のガス冷媒を合流させたり、冷却器１２１への冷熱源の供給を遮断してレシーバ２５と利用ユニット３、４、５との間を流れる冷媒を冷却しない状態になっている。利用ユニット３、４、５においては、利用側膨張弁３１、４１、５１は、例えば、利用側熱交換器３２、４２、５２の過冷却度（具体的には、液側温度センサ３３、４３、５３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ３４、４４、５４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、各利用ユニットの暖房負荷に応じて開度調節されている。
【００９７】
このような冷媒回路１２の構成において、圧縮機構２１の圧縮機２１ａで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、油分離器２１ｂにおいて、高圧のガス冷媒中に同伴する冷凍機油の大部分が分離されて第２切換機構２６に送られる。そして、油分離器２１ｂにおいて分離された冷凍機油は、第２油戻し回路２１ｄを通じて圧縮機２１ａの吸入側に戻される。第２切換機構２６に送られた高圧のガス冷媒は、第２切換機構２６の第１ポート２６ａ及び第４ポート２６ｄと、高圧ガス側閉鎖弁２８とを通じて、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られる。
【００９８】
そして、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られた高圧のガス冷媒は、３つに分岐されて、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２に送られる。
そして、利用側熱交換器３２、４２、５２に送られた高圧のガス冷媒は、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２において、屋内空気と熱交換を行うことによって凝縮される。一方、屋内の空気は、加熱されて屋内に供給される。利用側熱交換器３２、４２、５２において凝縮された冷媒は、利用側膨張弁３１、４１、５１を通過した後、液冷媒連絡配管９に送られて合流する。
【００９９】
そして、液冷媒連絡配管９に送られて合流された冷媒は、熱源ユニット２の液側閉鎖弁２７及び冷却器１２１を通じてレシーバ２５に送られる。レシーバ２５に送られた冷媒は、レシーバ２５内に一時的に溜められた後、熱源側膨張弁２４によって減圧される。そして、熱源側膨張弁２４によって減圧された冷媒は、熱源側熱交換器２３において、熱源としての水と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒になり、第１切換機構２２に送られる。そして、第１切換機構２２に送られた低圧のガス冷媒は、第１切換機構２２の第２ポート２２ｂ及び第３ポート２２ｃを通じて、圧縮機構２１の吸入側に戻される。このようにして、暖房運転モードにおける動作が行われている。
【０１００】
この場合においても、各利用ユニット３、４、５の暖房負荷が非常に小さくなる場合があるが、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用するとともに、第１油戻し回路１０１を設けているため、上述の冷暖同時運転が可能に構成された空気調和装置の暖房運転モードと同様に、熱源側熱交換器２３内における冷凍機油の溜まり込みを防ぐことができるようになっている。
【０１０１】
次に、冷房運転モードについて説明する。利用ユニット３、４、５の全てを冷房運転する際、空気調和装置１の冷媒回路１２は、図１０に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図１０の冷媒回路１２に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１２ｄにおいては、第１切換機構２２を凝縮運転状態（図１０の第１切換機構２２の実線で示された状態）に切り換え、第２切換機構２６を冷暖切替時冷房運転状態（図１０の第２切換機構２６の実線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させるとともに、高圧ガス冷媒連絡配管１０を通じて利用ユニット３、４、５から熱源ユニット２に戻される低圧のガス冷媒を圧縮機構２１の吸入側に送ることができるようになっている。また、熱源側膨張弁２４は、開けられた状態になっている。尚、第１油戻し回路１０１の開閉弁１０１ｂは閉止されており、熱源側熱交換器２３の下部から冷媒とともに冷凍機油を抜き出して圧縮機構２１に戻す動作を行わない状態になっている。利用ユニット３、４、５においては、利用側膨張弁３１、４１、５１は、例えば、利用側熱交換器３２、４２、５２の過熱度（具体的には、液側温度センサ３３、４３、５３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ３４、４４、５４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、各利用ユニットの冷房負荷に応じて開度調節されている。
【０１０２】
このような冷媒回路１２の構成において、圧縮機構２１の圧縮機２１ａで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、油分離器２１ｂにおいて、高圧のガス冷媒中に同伴する冷凍機油の大部分が分離されて第１切換機構２２に送られる。そして、油分離器２１ｂにおいて分離された冷凍機油は、第２油戻し回路２１ｄを通じて圧縮機２１ａの吸入側に戻される。そして、第１切換機構２２に送られた高圧のガス冷媒は、第１切換機構２２の第１ポート２２ａ及び第２ポート２２ｂを通じて、熱源側熱交換器２３に送られる。そして、熱源側熱交換器２３に送られた高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器２３において、熱源としての水と熱交換を行うことによって凝縮される。そして、熱源側熱交換器２３において凝縮された冷媒は、熱源側膨張弁２４を通過した後、加圧回路１１１通じて圧縮機構２１で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒が合流し、レシーバ２５に送られる。そして、レシーバ２５に送られた冷媒は、レシーバ２５内に一時的に溜められた後、冷却器１２１に送られる。そして、冷却器１２１に送られた冷媒は、冷却回路１２２を流れる冷媒と熱交換を行うことによって冷却される。そして、冷却器１２１において冷却された冷媒は、液側閉鎖弁２７を通じて、液冷媒連絡配管９に送られる。
【０１０３】
そして、液冷媒連絡配管９に送られた冷媒は、３つに分岐されて、利用ユニット３、４、５の利用側膨張弁３１、４１、５１に送られる。
そして、利用側膨張弁３１、４１、５１に送られた冷媒は、利用側膨張弁３１、４１、５１によって減圧された後、利用側熱交換器３２、４２、５２において、屋内空気と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒となる。一方、屋内の空気は、冷却されて屋内に供給される。そして、低圧のガス冷媒は、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られて合流する。
【０１０４】
そして、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られて合流した低圧のガス冷媒は、高圧ガス側閉鎖弁２８と第２切換機構２６の第４ポート２６ｄ及び第３ポート２６ｃとを通じて、圧縮機構２１の吸入側に戻される。このようにして、冷房運転モードにおける動作が行われている。
この場合においても、各利用ユニット３、４、５の冷房負荷が非常に小さくなる場合があるが、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行いつつ、熱源側膨張弁２４の下流側に加圧回路１１１を通じて高圧のガス冷媒を合流させることによって、熱源側膨張弁２４の下流側の冷媒の圧力を高くする制御を行うとともに、熱源側膨張弁２４によって減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒を、冷却器１２１によって冷却するようにしているため、上述の冷暖同時運転が可能に構成された空気調和装置の冷房運転モードと同様に、ガス冷媒を凝縮させることができて、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃにガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくても済むようになっている。
【０１０５】
（５）変形例２
上述の空気調和装置１においては、熱源側膨張弁２４による熱源側熱交換器２３の蒸発能力の制御の制御幅と、熱源側膨張弁２４による熱源側熱交換器２３の凝縮能力の制御の制御幅との両方を拡大するために、第１油戻し回路１０１、加圧回路１１１、冷却器１２１及び冷却回路１２２を熱源ユニット２に設けるようにしているが、例えば、熱源側熱交換器２３の蒸発能力の制御の制御幅は確保されているが、熱源側熱交換器２３の凝縮能力の制御の制御幅のみを拡大することが必要な場合には、図１１に示されるように、加圧回路１１１、冷却器１２１及び冷却回路１２２だけを熱源ユニット２に設けるようにしてもよい（すなわち、第１油戻し回路１０１を省略してもよい）。
【０１０６】
（６）変形例３
上述の空気調和装置１においては、第１切換機構２２及び第２切換機構２６として四路切換弁を使用しているが、これに限定されず、例えば、図１２に示されるように、第１切換機構２２及び第２切換機構２６として三方弁を使用してもよい。
（７）変形例４
上述の空気調和装置１（変形例２を除く）においては、第１油戻し回路１０１を通じて蒸発器として機能する熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻される冷凍機油及び冷媒の流量が、第１油戻し回路１０１において蒸発器として機能する熱源側熱交換器２３の下部と圧縮機構２１との間の圧力損失に応じて決定されるため、例えば、蒸発器として機能する熱源側熱交換器２３内や熱源側熱交換器２３の冷媒出口側から圧縮機構２１の吸入側までの間の配管内における圧力損失が小さく、第１油戻し回路１０１における圧力損失が小さくなってしまう場合等において、熱源側熱交換器２３内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐことができるだけの十分な流量の冷凍機油及び冷媒を、第１油戻し回路１０１を通じて熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻すことができない場合が生じ得る。
【０１０７】
このような場合においても、熱源側熱交換器２３内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐことができるだけの十分な流量の冷凍機油及び冷媒を、第１油戻し回路１０１を通じて熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻すことができるようにするために、図１３に示されるように、蒸発器として機能する熱源側熱交換器２３の冷媒出口側と圧縮機構２１の吸入側との間に接続されており、熱源側熱交換器２３において蒸発されて圧縮機構２１の吸入側に戻されるガス冷媒を、第１油戻し回路１０１を通じて熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻される冷凍機油及び冷媒と合流する前に減圧することが可能な減圧機構１３１をさらに備えるようにしてもよい。
【０１０８】
減圧機構１３１は、主として、第１切換機構２２の第３ポート２２ｃと圧縮機構２１の吸入側とを接続する配管に接続された電磁弁からなる開閉弁１３１ａと、開閉弁１３１ａをバイパスするバイパス管１３１ｂとからなる。バイパス管１３１ｂには、キャピラリチューブ１３１ｃが接続されている。この減圧機構１３１では、第１油戻し回路１０１を使用する場合には、開閉弁１３１ａを閉止してバイパス管１３１ｂのみを熱源側熱交換器２３において蒸発したガス冷媒が流れるようにし、それ以外の場合には、開閉弁１３１ａを開けて開閉弁１３１ａ及びバイパス管１３１ｂの両方を熱源側熱交換器２３において蒸発したガス冷媒が流れるように動作させることができるため、第１油戻し回路１０１を使用する場合には、蒸発器として機能する熱源側熱交換器２３の冷媒出口側から圧縮機構２１の吸入側までの間における圧力損失を大きくして、第１油戻し回路１０１を通じて熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻される冷凍機油及び冷媒の流量を大きくすることができるようになる。これにより、熱源側熱交換器２３内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐことができるだけの十分な流量の冷凍機油及び冷媒を、確実に、第１油戻し回路１０１を通じて熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻すことができる。尚、キャピラリチューブ１３１ｃを接続することなくバイパス管１３１ｂにおける圧力損失を適切に設定できる場合には、キャピラリチューブ１３１ｃは不用である。
【０１０９】
また、減圧機構は、上記の減圧機構１３１のような開閉弁１３１ａ及びバイパス管１３１ｂではなく、図１４に示されるように、第１切換機構２２の第３ポート２２ｃと圧縮機構２１の吸入側とを接続する配管に接続された電動膨張弁であってもよい。この減圧機構１４１では、第１油戻し回路１０１を使用する場合には、開度を小さくする制御を行って蒸発器として機能する熱源側熱交換器２３の冷媒出口側から圧縮機構２１の吸入側までの間における圧力損失を大きくして、第１油戻し回路１０１を通じて熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻される冷凍機油及び冷媒の流量を大きくすることができるようにし、それ以外の場合には、開度を大きく（例えば、全開）する制御を行うことができるため、熱源側熱交換器２３内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐことができるだけの十分な流量の冷凍機油及び冷媒を、確実に、第１油戻し回路１０１を通じて熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻すことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明を利用すれば、熱源側冷媒回路と、熱源側冷媒回路に接続された複数の利用側冷媒回路とを備えた空気調和装置において、熱源側熱交換器の凝縮能力を熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明にかかる一実施形態の空気調和装置の概略の冷媒回路図である。
【図２】熱源側熱交換器の全体の概略構造を示す図である。
【図３】図２のＣ部分の拡大図であって、熱源側熱交換器の下部の概略構造を示す図である。
【図４】空気調和装置の暖房運転モードにおける動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図５】空気調和装置の冷房運転モードにおける動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図６】空気調和装置の冷暖房同時運転モード（蒸発負荷）における動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図７】空気調和装置の冷暖房同時運転モード（凝縮負荷）における動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図８】変形例１にかかる空気調和装置の概略の冷媒回路図である。
【図９】変形例１の空気調和装置の暖房運転モードにおける動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図１０】変形例１の空気調和装置の冷房運転モードにおける動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図１１】変形例２にかかる空気調和装置の概略の冷媒回路図である。
【図１２】変形例３にかかる空気調和装置の概略の冷媒回路図である。
【図１３】変形例４にかかる空気調和装置の概略の冷媒回路図である。
【図１４】変形例４にかかる空気調和装置の概略の冷媒回路図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１  空気調和装置（冷凍装置）
１２  冷媒回路
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  利用側冷媒回路
１２ｄ  熱源側冷媒回路
２１  圧縮機構
２３  熱源側熱交換器（蒸発器）
２４  熱源側膨張弁（膨張弁）
３１、４１、５１  利用側膨張弁
３２、４２、５２  利用側熱交換器（凝縮器）
１０１  第１油戻し回路（油戻し回路）
１０１ｂ  開閉弁
１１１  加圧回路
１２１  冷却器
１２２  冷却回路
【図１】
2006017380.tif 000003
【図２】
2006017380.tif 000004
【図３】
2006017380.tif 000005
【図４】
2006017380.tif 000006
【図５】
2006017380.tif 000007
【図６】
2006017380.tif 000008
【図７】
2006017380.tif 000009
【図８】
2006017380.tif 000010
【図９】
2006017380.tif 000011
【図１０】
2006017380.tif 000012
【図１１】
2006017380.tif 000013
【図１２】
2006017380.tif 000014
【図１３】
2006017380.tif 000015
【図１４】
2006017380.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成17年6月9日(2005.6.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機構（２１）と、熱源側熱交換器（２３）と、前記熱源側熱交換器が凝縮器として機能する場合に前記熱源側熱交換器において凝縮された冷媒を減圧する熱源側膨張弁（２４）とが接続されて構成される熱源側冷媒回路（１２ｄ）と、
前記熱源側冷媒回路に接続されており、利用側熱交換器（３２、４２、５２）と利用側膨張弁（３１、４１、５１）とが接続されて構成される１以上の利用側冷媒回路（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）と、
前記熱源側冷媒回路に設けられ、前記圧縮機構において圧縮された高圧のガス冷媒を前記熱源側膨張弁において減圧されて前記利用側冷媒回路に送られる冷媒に合流させる加圧回路（１１１）と、
前記熱源側膨張弁において減圧されて前記利用側冷媒回路に送られる冷媒を冷却するための冷却器（１２１）と、
を備えた空気調和装置（１）。
【請求項２】
前記加圧回路（１１１）は、前記熱源側膨張弁（２４）と前記冷却器（１２１）との間に高圧のガス冷媒が合流するように接続されている、請求項１に記載の空気調和装置（１）。
【請求項３】
前記熱源側熱交換器（２３）から前記利用側冷媒回路（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）へ送られる冷媒の一部を前記熱源側冷媒回路（１２ｄ）から分岐させて前記冷却器（１２１）に導入し、前記熱源側膨張弁（２４）において減圧されて前記利用側冷媒回路に送られる冷媒を冷却した後、前記圧縮機構（２１）の吸入側に戻すように前記熱源側冷媒回路に接続された冷却回路（１２２）をさらに備えている、請求項１又は２に記載の空気調和装置（１）。
【請求項４】
前記熱源側熱交換器（２３）は、冷媒が下側から流入して上側から流出するように構成された蒸発器として機能することが可能であり、
３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用しており、
前記熱源側熱交換器の下部に接続され、前記熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を冷媒とともに前記圧縮機構（２１）に戻す油戻し回路（１０１）をさらに備えている、
請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和装置（１）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置、特に、熱源側冷媒回路と、熱源側冷媒回路に接続された利用側冷媒回路とを備えた空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷媒の蒸発器として冷媒が下側から流入して上側から流出するように構成された熱交換器を有する蒸気圧縮式の冷媒回路を備えた冷凍装置がある（例えば、特許文献１参照。）。この冷凍装置においては、蒸発器内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐため、冷媒よりも比重が小さいために２層に分離して冷媒の液面の上に浮いた状態で溜まった冷凍機油を冷媒の液面付近から抜き出して圧縮機の吸入側に戻すようにしている。
【０００３】
また、蒸気圧縮式の冷媒回路を備えた冷凍装置の一例として、複数の熱源側熱交換器を有する熱源側冷媒回路と、熱源側冷媒回路に接続された複数の利用側冷媒回路とを有する蒸気圧縮式の冷媒回路を備えた空気調和装置がある（例えば、特許文献２参照。）。このような空気調和装置においては、各熱源側熱交換器に流入する冷媒の流量を調節することができるように熱源側膨張弁が設けられている。そして、この空気調和装置において、例えば、暖房運転時や冷暖同時運転時に熱源側熱交換器を蒸発器として機能させる場合には、複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷が小さくなるのに応じて、熱源側膨張弁の開度を小さくすることによって蒸発能力を小さくする制御を行い、さらに、複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷が非常に小さくなる場合には、複数の熱源側膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交換器の台数を減らすことによって蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行っている。
【０００４】
また、上述の空気調和装置においては、例えば、冷房運転時や冷暖同時運転時に熱源側熱交換器を凝縮器として機能させる場合には、複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷が小さくなるのに応じて、熱源側熱交換器に接続された熱源側膨張弁の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器内に溜まる液冷媒の量を増やして実質的な伝熱面積を減少させることで凝縮能力を小さくする制御を行っている。しかし、熱源側膨張弁の開度を小さくする制御を行うと、熱源側膨張弁の下流側（具体的には、熱源側膨張弁と利用側冷媒回路との間）の冷媒圧力が低下する傾向となって安定せず、熱源側冷媒回路の凝縮能力を小さくする制御を安定的に行うことができないという問題があった。これに対して、圧縮機で圧縮された高圧のガス冷媒を、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路に送られる冷媒に合流させる加圧回路を設けることによって、熱源側膨張弁の下流側の冷媒圧力を高くする制御が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開昭６３−２０４０７４号公報
【特許文献２】特開平３−２６０５６１号公報
【特許文献３】特開平３−１２９２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の空気調和装置において、冷媒の蒸発器として機能する場合に冷媒が下側から流入して上側から流出するように構成されたプレート熱交換器等の熱交換器を熱源側熱交換器として使用する場合がある。この場合には、熱源側熱交換器内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐため、熱源側熱交換器内の冷媒の液面を一定以上のレベルになるように維持する必要がある。しかし、複数の利用側冷媒回路における空調負荷が非常に小さくなる場合等のように、熱源側熱交換器を蒸発能力の小さい蒸発器として機能させる場合においては、熱源側膨張弁の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器を流れる冷媒量を減少させようとしても、熱源側熱交換器内の冷媒の液面の制約から熱源側膨張弁の開度をあまり小さくすることができないため、熱源側膨張弁の開度調節のみでは十分に蒸発能力を制御できず、結果的に、複数の熱源側膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交換器の台数を減らすことによって蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行うことが必要になっている。
【０００６】
このため、複数の熱源側熱交換器を設置する分だけ部品点数の増加及びコストアップが生じ、また、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させて蒸発能力を小さくする場合に熱源側熱交換器で凝縮される冷媒量の分だけ圧縮機において圧縮される冷媒量が増加することになり、複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷が小さい運転条件におけるＣＯＰが悪くなるという問題がある。
【０００７】
また、上述の空気調和装置において、冷媒回路に加圧回路を設けることによって、熱源側熱交換器を冷媒の凝縮器として機能させる場合に、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路に送られる冷媒に圧縮機で圧縮された高圧のガス冷媒を合流させるようにすると、熱源側膨張弁から利用側冷媒回路に送られる冷媒が気液二相流になり、しかも、熱源側膨張弁の開度を小さくなる程、加圧回路から高圧のガス冷媒が合流された後の冷媒のガス分率が大きくなり、複数の利用側冷媒回路間で偏流が生じてしまうため、結果的に、熱源側膨張弁の開度を十分に小さくすることができないという問題が生じている。この結果、熱源側熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる場合と同様に、熱源側冷媒回路に複数の熱源側熱交換器を設けて、複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷が非常に小さくなる場合には、複数の熱源側膨張弁を閉止して凝縮器として機能する熱源側熱交換器の台数を減らすことによって凝縮能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器の一部を蒸発器として機能させることにより凝縮器として機能する熱源側熱交換器の凝縮能力と相殺して凝縮能力を小さくする制御を行うことが必要になっている。
【０００８】
このため、複数の熱源側熱交換器を設置する分だけ部品点数の増加及びコストアップが生じ、また、複数の熱源側熱交換器の一部を蒸発器として機能させて凝縮能力を小さくする場合に熱源側熱交換器で蒸発される冷媒量の分だけ圧縮機において圧縮される冷媒量が増加することになり、複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷が小さい運転条件におけるＣＯＰが悪くなるという問題がある。
【０００９】
本発明の課題は、熱源側冷媒回路と、熱源側冷媒回路に接続された利用側冷媒回路とを備えた空気調和装置において、熱源側熱交換器の凝縮能力を熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明にかかる空気調和装置は、熱源側冷媒回路と、１以上の利用側冷媒回路と、加圧回路と、冷却器とを備えている。熱源側冷媒回路は、圧縮機構と、熱源側熱交換器と、熱源側熱交換器が凝縮器として機能する場合に熱源側熱交換器において凝縮された冷媒を減圧させる熱源側膨張弁とが接続されて構成される。利用側冷媒回路は、熱源側冷媒回路に接続されており、利用側熱交換器と利用側膨張弁とが接続されて構成される。加圧回路は、熱源側冷媒回路に設けられ、圧縮機構において圧縮された高圧のガス冷媒を熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路に送られる冷媒に合流させる。冷却器は、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路に送られる冷媒を冷却する。
【００１１】
この空気調和装置では、凝縮器として機能する熱源側熱交換器において凝縮された冷媒が熱源側膨張弁によって減圧されて利用側冷媒回路に送られる際に、加圧回路から高圧のガス冷媒が合流して加圧されて、熱源側膨張弁の下流側の冷媒圧力が高くなる。ここで、従来の空気調和装置のように高圧のガス冷媒が合流させるだけでは、利用側冷媒回路に送られる冷媒がガス分率の大きな気液二相流となってしまい、結果的に、熱源側膨張弁の開度を十分に小さくすることができないが、この空気調和装置においては、熱源側膨張弁によって減圧されて利用側冷媒回路に送られる冷媒を、冷却器によって冷却するようにしているため、ガス冷媒を凝縮させることができて、利用側冷媒回路にガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくても済むようになる。
【００１２】
これにより、この空気調和装置では、利用側冷媒回路の空調負荷に応じて熱源側膨張弁の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器の凝縮能力を小さくする制御を行うとともに加圧回路によって高圧のガス冷媒を合流させて加圧する制御を行っても、利用側冷媒回路にガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくて済むようになるため、熱源側熱交換器の蒸発能力を熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することが可能になる。
【００１３】
そして、この空気調和装置では、従来の空気調和装置のように、熱源側熱交換器を複数設けて、熱源側熱交換器を凝縮器として機能させる場合に、複数の熱源側膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交換器の台数を減らすことによって蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行う必要がなくなるため、単一の熱源側熱交換器によって広範囲の凝縮能力の制御幅を得ることができるようになる。
【００１４】
これにより、熱源側熱交換器の凝縮能力の制御の制御幅の制約によって熱源側熱交換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器の単一化が可能となるため、従来の空気調和装置において複数の熱源側熱交換器を設置することにより発生していた部品点数の増加及びコストアップを防ぎ、また、複数の熱源側熱交換器の一部を蒸発器として機能させて凝縮能力を小さくする場合に熱源側熱交換器で凝縮される冷媒量の分だけ圧縮機構において圧縮される冷媒量が増加して利用側冷媒回路の空調負荷が小さい運転条件におけるＣＯＰが悪くなるという問題を解消することができる。
【００１５】
第２の発明にかかる空気調和装置は、第１の発明にかかる空気調和装置において、加圧回路は、熱源側膨張弁と冷却器との間に高圧のガス冷媒が合流するように接続されている。
この空気調和装置では、加圧回路が熱源側膨張弁と冷却器との間に高圧のガス冷媒が合流するように接続されているため、高圧のガス冷媒が合流されて冷媒の温度が高くなった冷媒を冷却器によって冷却することになる。これにより、冷却器において冷媒を冷却するための冷熱源として、低温の冷熱源を使用する必要がなく、比較的高温の冷熱源を使用することができる。
【００１６】
第３の発明にかかる空気調和装置は、第１又は第２の発明にかかる空気調和装置において、熱源側熱交換器から利用側冷媒回路へ送られる冷媒の一部を熱源側冷媒回路から分岐させて冷却器に導入し、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路に送られる冷媒を冷却した後、圧縮機構の吸入側に戻すように熱源側冷媒回路に接続された冷却回路をさらに備えている。
【００１７】
この空気調和装置では、熱源側熱交換器から利用側冷媒回路へ送られる冷媒の一部を圧縮機構の吸入側に戻すことができる冷媒圧力まで減圧したものを冷却器の冷却源として使用しているため、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路へ送られる冷媒の温度よりも十分に低い温度の冷却源を得ることができる。これにより、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路へ送られる冷媒を過冷却状態まで冷却することが可能になる。
【００１８】
第４の発明にかかる空気調和装置は、第１〜３の発明にかかる空気調和装置において、熱源側熱交換器は、冷媒が下側から流入して上側から流出するように構成された蒸発器として機能することが可能である。空気調和装置は、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用している。空気調和装置は、熱源側熱交換器の下部に接続され、熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を冷媒とともに圧縮機構に戻す油戻し回路をさらに備えている。
【００１９】
この空気調和装置では、熱源側熱交換器が、蒸発器として機能する際に冷媒が下側から流入して上側から流出するように構成されており、冷凍機油及び冷媒として、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用している。ここで、熱源側熱交換器における冷媒の蒸発温度は、熱源として水や空気を熱源とする場合には、３０℃以下の温度である。このため、この空気調和装置において、冷凍機油は、熱源側熱交換器内における冷媒の液面に浮いた状態で溜まるのではなく、冷媒と混合した状態で熱源側熱交換器内に溜まることになる。そして、熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油は、熱源側熱交換器の下部に接続された油戻し回路によって、冷媒とともに圧縮機構の吸入側に戻されるようになっている。このため、従来の空気調和装置のように、熱源側熱交換器内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐために、熱源側熱交換器内の冷媒の液面を一定以上のレベルになるように維持する必要がなくなる。
【００２０】
これにより、この空気調和装置では、利用側冷媒回路の空調負荷に応じて熱源側膨張弁の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器の蒸発能力を小さくする制御を行い、その結果、熱源側熱交換器内における冷媒の液面が低下しても、熱源側熱交換器内に冷凍機油が溜まり込むことがなくなるため、熱源側熱交換器の蒸発能力を熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することが可能になる。
【００２１】
そして、この空気調和装置では、従来の空気調和装置のように、熱源側熱交換器を複数設けて、熱源側熱交換器を蒸発器として機能させる場合に、複数の熱源側膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交換器の台数を減らすことによって蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行う必要がなくなるため、単一の熱源側熱交換器によって広範囲の蒸発能力の制御幅を得ることができるようになる。
【００２２】
これにより、熱源側熱交換器の凝縮能力の制御の制御幅の制約だけでなく、熱源側熱交換器の蒸発能力の制御の制御幅の制約によって熱源側熱交換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器の単一化が可能となるため、従来の空気調和装置において複数の熱源側熱交換器を設置することにより発生していた部品点数の増加及びコストアップを防ぎ、また、利用側冷媒回路の空調負荷が小さい運転条件におけるＣＯＰが悪くなるという問題を解消することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
第１の発明では、利用側冷媒回路の空調負荷に応じて熱源側膨張弁の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器の凝縮能力を小さくする制御を行うとともに加圧回路によって高圧のガス冷媒を合流させて加圧する制御を行っても、利用側冷媒回路にガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくて済むようになるため、熱源側熱交換器の蒸発能力を熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することが可能になる。しかも、熱源側熱交換器の凝縮能力の制御の制御幅の制約によって熱源側熱交換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器の単一化が可能となる。
【００２４】
第２の発明では、加圧回路が熱源側膨張弁と冷却器との間に高圧のガス冷媒が合流するように接続されているため、高圧のガス冷媒が合流されて冷媒の温度が高くなった冷媒を冷却器によって冷却することになる。これにより、冷却器において冷媒を冷却するための冷熱源として、低温の冷熱源を使用する必要がなく、比較的高温の冷熱源を使用することができる。
【００２５】
第３の発明では、熱源側熱交換器から利用側冷媒回路へ送られる冷媒の一部を圧縮機構の吸入側に戻すことができる冷媒圧力まで減圧したものを冷却器の冷却源として使用しているため、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路へ送られる冷媒の温度よりも十分に低い温度の冷却源を得ることができる。これにより、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路へ送られる冷媒を過冷却状態まで冷却することが可能になる。
【００２６】
第４の発明では、熱源側熱交換器が蒸発器として機能する際に、利用側冷媒回路の空調負荷に応じて熱源側膨張弁の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器の蒸発能力を小さくする制御を行い、その結果、熱源側熱交換器内における冷媒の液面が低下しても、熱源側熱交換器内に冷凍機油が溜まり込むことがなくなるため、熱源側熱交換器の蒸発能力を熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することが可能になる。しかも、熱源側熱交換器の凝縮能力の制御の制御幅の制約だけでなく、熱源側熱交換器の蒸発能力の制御の制御幅の制約によって熱源側熱交換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器の単一化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面に基づいて、本発明にかかる空気調和装置の実施形態について説明する。
（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明にかかる一実施形態の空気調和装置１の概略の冷媒回路図である。空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビル等の屋内の冷暖房に使用される装置である。
【００２８】
空気調和装置１は、主として、１台の熱源ユニット２と、複数（本実施形態では、３台）の利用ユニット３、４、５と、各利用ユニット３、４、５に接続される接続ユニット６、７、８と、接続ユニット６、７、８を介して熱源ユニット２と利用ユニット３、４、５とを接続する冷媒連絡配管９、１０、１１とを備えており、例えば、ある空調空間については冷房運転を行いつつ他の空調空間については暖房運転を行う等のように、利用ユニット３、４、５が設置される屋内の空調空間の要求に応じて、冷暖同時運転が可能になるように構成されている。すなわち、本実施形態の空気調和装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路１２は、熱源ユニット２と、利用ユニット３、４、５と、接続ユニット６、７、８と、冷媒連絡配管９、１０、１１とが接続されることによって構成されている。
【００２９】
そして、空気調和装置１の冷媒回路１２には、本実施形態において、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒が使用されている。このような冷媒と冷凍機油との組み合わせとして、例えば、Ｒ４１０Ａとポリオールエステル（ＰＯＥ）との組み合わせがある。ここで、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用するのは、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３（後述）を蒸発器として機能させる場合の冷媒の蒸発温度の最高値が３０℃である点に着目して、この蒸発温度の最高値（すなわち、３０℃）以下の温度範囲において、熱源側熱交換器２３内に溜まった冷凍機油と冷媒とが２層に分離しないようにすることで、熱源側熱交換器２３の下部から冷媒とともに冷凍機油を抜き出して熱源ユニット２の圧縮機構２１（後述）に戻すことができるようにしているためである。
【００３０】
＜利用ユニット＞
利用ユニット３、４、５は、ビル等の屋内の天井に埋め込みや吊り下げ等、又は、屋内の壁面に壁掛け等により設置されている。利用ユニット３、４、５は、冷媒連絡配管９、１０、１１及び接続ユニット６、７、８を介して熱源ユニット２に接続されており、冷媒回路１２の一部を構成している。
【００３１】
次に、利用ユニット３、４、５の構成について説明する。尚、利用ユニット３と利用ユニット４、５とは同様の構成であるため、ここでは、利用ユニット３の構成のみ説明し、利用ユニット４、５の構成については、それぞれ、利用ユニット３の各部を示す３０番台の符号の代わりに４０番台又は５０番台の符号を付して、各部の説明を省略する。
利用ユニット３は、主として、冷媒回路１２の一部を構成しており、利用側冷媒回路１２ａ（利用ユニット４、５では、それぞれ、利用側冷媒回路１２ｂ、１２ｃ）を備えている。この利用側冷媒回路１２ａは、主として、利用側膨張弁３１と、利用側熱交換器３２とを備えている。本実施形態において、利用側膨張弁３１は、利用側冷媒回路１２ａ内を流れる冷媒の流量の調節等を行うために、利用側熱交換器３２の液側に接続された電動膨張弁である。本実施形態において、利用側熱交換器３２は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷媒と屋内空気との熱交換を行うための機器である。本実施形態において、利用ユニット３は、ユニット内に屋内空気を吸入して、熱交換した後に、供給空気として屋内に供給するための送風ファン（図示せず）を備えており、屋内空気と利用側熱交換器３２を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。
【００３２】
また、利用ユニット３には、各種のセンサが設けられている。利用側熱交換器３２の液側には液冷媒の温度を検出する液側温度センサ３３が設けられており、利用側熱交換器３２のガス側にはガス冷媒の温度を検出するガス側温度センサ３４が設けられている。さらに、利用ユニット３には、ユニット内に吸入される屋内空気の温度を検出するＲＡ吸入温度センサ３５が設けられている。また、利用ユニット３は、利用ユニット３を構成する各部の動作を制御する利用側制御部３６を備えている。そして、利用側制御部３６は、利用ユニット３の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリを有しており、リモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行ったり、熱源ユニット２との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
【００３３】
＜熱源ユニット＞
熱源ユニット２は、ビル等の屋上等に設置されており、冷媒連絡配管９、１０、１１を介して利用ユニット３、４、５に接続されており、利用ユニット３、４、５の間で冷媒回路１２を構成している。
次に、熱源ユニット２の構成について説明する。熱源ユニット２は、主として、冷媒回路１２の一部を構成しており、熱源側冷媒回路１２ｄを備えている。この熱源側冷媒回路１０ｄは、主として、圧縮機構２１と、第１切換機構２２と、熱源側熱交換器２３と、
熱源側膨張弁２４と、レシーバ２５と、第２切換機構２６と、液側閉鎖弁２７と、高圧ガス側閉鎖弁２８と、低圧ガス側閉鎖弁２９と、第１油戻し回路１０１と、加圧回路１１１と、冷却器１２１と、冷却回路１２２とを備えている。
【００３４】
圧縮機構２１は、主として、圧縮機２１ａと、圧縮機２１ａの吐出側に接続された油分離器２１ｂと、油分離器２１ｂと圧縮機２１ａの吸入管２１ｃとを接続する第２油戻し回路２１ｄとを有している。圧縮機２１ａは、本実施形態において、インバータ制御により運転容量を可変することが可能な容積式圧縮機である。油分離器２１ｂは、圧縮機２１ａにおいて圧縮されて吐出された高圧のガス冷媒に同伴する冷凍機油を分離する容器である。第２油戻し回路２１ｄは、油分離器２１ｂにおいて分離された冷凍機油を圧縮機２１ａに戻すための回路である。第２油戻し回路２１ｄは、主として、油分離器２１ｂと圧縮機２１ａの吸入管２１ｃとを接続する油戻し管２１ｅと、油戻し管２１ｅに接続された油分離器２１ｂにおいて分離された高圧の冷凍機油を減圧するキャピラリチューブ２１ｆとを有している。キャピラリチューブ２１ｆは、油分離器２１ｂにおいて分離された高圧の冷凍機油を圧縮機２１ａの吸入側の冷媒圧力まで減圧する細管である。本実施形態において、圧縮機構２１は、圧縮機が圧縮機２１ａの１台のみであるが、これに限定されず、利用ユニットの接続台数等に応じて、２台以上の圧縮機が並列に接続されたものであってもよい。
【００３５】
第１切換機構２２は、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させる際（以下、凝縮運転状態とする）には圧縮機構２１の吐出側と熱源側熱交換器２３のガス側とを接続し、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させる際（以下、蒸発運転状態とする）には圧縮機構２１の吸入側と熱源側熱交換器２３のガス側とを接続するように、熱源側冷媒回路１２ｄ内における冷媒の流路を切り換えることが可能な四路切換弁であり、その第１ポート２２ａは圧縮機構２１の吐出側に接続されており、その第２ポート２２ｂは熱源側熱交換器２３のガス側に接続されており、その第３ポート２２ｃは圧縮機構２１の吸入側に接続されており、第４ポート２２ｄはキャピラリチューブ９１を介して圧縮機構２１の吸入側に接続されている。そして、第１切換機構２２は、上述のように、第１ポート２２ａと第２ポート２２ｂとを接続するとともに、第３ポート２２ｃと第４ポート２２ｄとを接続（凝縮運転状態に対応、図１の第１切換機構２２の実線を参照）したり、第２ポート２２ｂと第３ポート２２ｃとを接続するとともに、第１ポート２２ｃと第４ポート２２ｄとを接続（蒸発運転状態に対応、図１の第１切換機構２２の破線を参照）する切り換えを行うことが可能である。
【００３６】
熱源側熱交換器２３は、冷媒の蒸発器及び冷媒の凝縮器として機能させることが可能な熱交換器であり、本実施形態において、水を熱源として冷媒と熱交換するプレート熱交換器である。熱源側熱交換器２３は、そのガス側が第１切換機構２２の第２ポート２２ｂに接続され、その液側が熱源側膨張弁２４に接続されている。熱源側熱交換器２３は、図２に示されるように、プレス加工等によって成形された複数のプレート部材２３ａをパッキン（図示せず）を介して重ね合わせることにより、各プレート部材２３ａ間に上下方向に延びる複数の流路２３ｂ、２３ｃが形成され、これらの複数の流路２３ｂ、２３ｃ内を冷媒と水とが交互に流れる（具体的には、冷媒が流路２３ｂ内を流れて、水が流路２３ｃ内を流れる、図２の矢印Ａ及びＢ参照）ことによって熱交換を行うことができるように構成されている。そして、複数の流路２３ｂは、その上端部及び下端部において、互いが連通されており、熱源側熱交換器２３の上部及び下部に設けられたガス側ノズル２３ｄ及び液側ノズル２３ｅに接続されている。このガス側ノズル２３ｄは第１切換機構２２に接続されており、液側ノズル２３ｅは熱源側膨張弁２４に接続されている。これにより、冷媒は、熱源側熱交換器２３が蒸発器として機能する場合には、液側ノズル２３ｅ（すなわち、下側）から流入してガス側ノズル２３ｄ（すなわち、上側）から流出し、熱源側熱交換器２３が凝縮器として機能する場合には、ガス側ノズル２３ｄ（すなわち、上側）から流入して液側ノズル２３ｅ（すなわち、下側）から流出することになる（図２の矢印Ａ参照）。また、複数の流路２３ｃは、その上端部及び下端部において、互いが連通されており、熱源側熱交換器２３の上部及び下部に設けられた水入口ノズル２３ｆ及び水出口ノズル２３ｇに接続されている。また、熱源としての水は、本実施形態において、空気調和装置１の外部に設置された冷水塔設備やボイラー設備からの水配管（図示せず）を通じて熱源側熱交換器２３の水入口ノズル２３ｆから供給水ＣＷＳとして流入し、冷媒と熱交換を行った後に、水出口ノズル２３ｇから流出して冷水塔設備やボイラー設備に排出水ＣＷＲとして戻されるようになっている。ここで、冷水塔設備やボイラー設備から供給される水は、熱源側熱交換器２３内を流れる冷媒の流量とは関係なく一定量供給されている。
【００３７】
熱源側膨張弁２４は、本実施形態において、液冷媒連絡配管９を介して熱源側熱交換器２３と利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃとの間を流れる冷媒の流量の調節等を行うことが可能な電動膨張弁であり、熱源側熱交換器２３の液側に接続されている。
レシーバ２５は、熱源側熱交換器２３と利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃとの間を流れる冷媒を一時的に溜めるための容器である。レシーバ２５は、本実施形態において、熱源側膨張弁２４と冷却器１２１との間に接続されている。
【００３８】
第２切換機構２６は、熱源ユニット２を冷暖同時機用の熱源ユニットとして使用する場合（図４〜７参照）であって高圧のガス冷媒を利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送る際（以下、暖房負荷要求運転状態とする）には、圧縮機構２１の吐出側と高圧ガス側閉鎖弁２８とを接続し、熱源ユニット２を冷暖切替機用の熱源ユニットとして使用する場合（変形例１、図８〜１０参照、以下、冷暖切替時冷房運転状態とする）にであって冷房運転を行う際には、高圧ガス側閉鎖弁２８と圧縮機構２１の吸入側とを接続するように、熱源側冷媒回路１２ｄ内における冷媒の流路を切り換えることが可能な四路切換弁であり、その第１ポート２６ａは圧縮機構２１の吐出側に接続されており、その第２ポート２６ｂはキャピラリチューブ９２を介して圧縮機構２１の吸入側に接続されており、その第３ポート２６ｃは圧縮機構２１の吸入側に接続されており、その第４ポート２６ｄは高圧ガス側閉鎖弁２８に接続されている。そして、第２切換機構２６は、上述のように、第１ポート２６ａと第２ポート２６ｂとを接続するとともに、第３ポート２６ｃと第４ポート２６ｄとを接続（冷暖切替時冷房運転状態に対応、図１の第２切換機構２６の実線を参照）したり、第２ポート２６ｂと第３ポート２６ｃとを接続するとともに、第１ポート２６ａと第４ポート２６ｄとを接続（暖房負荷要求運転状態に対応、図１の第２切換機構２６の破線を参照）する切り換えを行うことが可能である。
【００３９】
液側閉鎖弁２７、高圧ガス側閉鎖弁２８及び低圧ガス側閉鎖弁２９は、外部の機器・配管（具体的には、冷媒連絡配管９、１０及び１１）との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁２７は、冷却器１２１に接続されている。高圧ガス側閉鎖弁２８は、第２切換機構２６の第４ポート２６ｄに接続されている。低圧ガス側閉鎖弁２９は、圧縮機構２１の吸入側に接続されている。
【００４０】
第１油戻し回路１０１は、蒸発運転状態、すなわち、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させる際に、熱源側熱交換器２３内に溜まった冷凍機油を冷媒とともに圧縮機構２１に戻す回路である。第１油戻し回路１０１は、主として、熱源側熱交換器２３の下部と圧縮機構２１とを接続する油戻し管１０１ａと、油戻し管１０１ａに接続された開閉弁１０１ｂと、逆止弁１０１ｃと、キャピラリチューブ１０１ｄとを有している。油戻し管１０１ａは、一端が熱源側熱交換器２３の下部から冷媒とともに冷凍機油を抜き出すことができるように設けられており、本実施形態においては、図３に示されるように、熱源側熱交換器２３の下部に設けられた液側ノズル２３ｅの管内を通じて熱源側熱交換器２３の冷媒が流れる流路２３ｂ内まで延びる配管である。ここで、熱源側熱交換器２３には、複数の流路２３ｂ間を連通させるために、各プレート部材２３ａに連通孔２３ｈが設けられている（複数の流路２３ｃ間も同様）。このため、油戻し管１０１ａは、複数の流路２３ｂを貫通するように設けられていてもよい（図３の破線で示される油戻し管１０１ａ参照）。また、油戻し管１０１ａの他端は、本実施形態において、圧縮機構２１の吸入側に接続されている。開閉弁１０１ｂは、本実施形態において、必要に応じて第１油戻し回路１０１を使用できるようにするために接続されており、冷媒及び冷凍機油の流通及び遮断が可能な電磁弁である。逆止弁１０１ｃは、冷媒及び冷凍機油が熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１の吸入側に向かって油戻し管１０１ａ内を流れることをのみを許容する弁である。キャピラリチューブ１０１ｄは、熱源側熱交換器２３の下部から抜き出された冷媒及び冷凍機油を圧縮機構２１の吸入側の冷媒圧力まで減圧する細管である。
【００４１】
加圧回路１１１は、凝縮運転状態、すなわち、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させる際に、圧縮機構２１において圧縮された高圧のガス冷媒を、熱源側熱交換器２３において凝縮され熱源側膨張弁２４において減圧された後に利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒に合流させる回路である。加圧回路１１１は、主として、圧縮機構２１の吐出側と熱源側膨張弁２４の下流側（すなわち、熱源側膨張弁２４と液側閉鎖弁２７との間）とを接続する加圧管１１１ａと、加圧管１１１ａに接続された開閉弁１１１ｂと、逆止弁１１１ｃと、キャピラリチューブ１１１ｄとを有している。加圧管１１１ａは、本実施形態において、一端が圧縮機構２１の油分離器２１ｂの出口と第１及び第２切換機構２２、２６の第１ポート２２ａ、２６ａとの間に接続されている。また、加圧管１１１ａの他端は、本実施形態において、熱源側膨張弁２４とレシーバ２５との間に接続されている。開閉弁１１１ｂは、本実施形態において、必要に応じて加圧回路１１１を使用できるようにするために接続されており、冷媒の流通及び遮断が可能な電磁弁である。逆止弁１１１ｃは、冷媒が圧縮機構２１の吐出側から熱源側膨張弁２４の下流側に向かって加圧管１１１ａ内を流れることをのみを許容する弁である。キャピラリチューブ１１１ｄは、圧縮機構２１の吐出側から抜き出された冷媒を熱源側膨張弁２４の下流側の冷媒圧力まで減圧する細管である。
【００４２】
冷却器１２１は、凝縮運転状態、すなわち、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させる際に、熱源側熱交換器２３において凝縮された後に、熱源側膨張弁２４において減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒を冷却する熱交換器である。冷却器１２１は、本実施形態において、レシーバ２５と液側閉鎖弁２７との間に接続されている。言い換えれば、加圧回路１１１は、加圧管１１１ａが熱源側膨張弁２４と冷却器１２１との間に接続されて、高圧のガス冷媒が熱源側膨張弁２４において減圧された冷媒に合流するように接続されている。冷却器１２１としては、例えば、２重管式の熱交換器を用いることが可能である。
【００４３】
冷却回路１２２は、凝縮運転状態、すなわち、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させる際に、熱源側熱交換器２３から利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒の一部を熱源側冷媒回路１２ｄから分岐させて冷却器１２１に導入し、熱源側熱交換器２３において凝縮され熱源側膨張弁２４において減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒を冷却した後、圧縮機構２１の吸入側に戻すように熱源側冷媒回路１２ｄに接続された回路である。冷却回路１２２は、主として、熱源側熱交換器２３から利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒の一部を冷却器１２１に導入する導入管１２２ａと、導入管１２２ａに接続された冷却回路側膨張弁１２２ｂと、冷却器１２１を通過した冷媒を圧縮機構２１の吸入側に戻す導出管１２２ｃとを有している。導入管１２２ａは、本実施形態において、一端がレシーバ２５と冷却器１２１との間との間に接続されている。また、導入管１２２ａの他端は、本実施形態において、冷却器１２１の冷却回路１２２側の入口に接続されている。冷却回路側膨張弁１２２ｂは、本実施形態において、必要に応じて冷却回路１２２を使用できるようにするために接続されており、冷却回路１２２を流れる冷媒の流量を調節することが可能な電動膨張弁である。導出管１２２ｃは、本実施形態において、一端が冷却器１２１の冷却回路１２２側の出口に接続されている。また、導出管１２２ｃは、本実施形態において、他端が圧縮機構２１の吸入側に接続されている。
【００４４】
また、熱源ユニット２には、各種のセンサが設けられている。具体的には、熱源ユニット２は、圧縮機構２１の吸入圧力を検出する吸入圧力センサ９３と、圧縮機構２１の吐出圧力を検出する吐出圧力センサ９４と、圧縮機構２１の吐出側の冷媒の吐出温度を検出する吐出温度センサ９５と、冷却回路１２２の導出管１２２ｃを流れる冷媒の温度を検出する冷却回路出口温度センサ９６とが設けられている。また、熱源ユニット２は、熱源ユニット２を構成する各部の動作を制御する熱源側制御部９７を備えている。そして、熱源側制御部９７は、熱源ユニット２の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリを有しており、利用ユニット３、４、５の利用側制御部３６、４６、５６との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
【００４５】
＜接続ユニット＞
接続ユニット６、７、８は、ビル等の屋内に利用ユニット３、４、５とともに設置されている。接続ユニット６、７、８は、冷媒連絡配管９、１０、１１とともに、利用ユニット３、４、５と熱源ユニット２との間に介在しており、冷媒回路１２の一部を構成している。
【００４６】
次に、接続ユニット６、７、８の構成について説明する。尚、接続ユニット６と接続ユニット７、８とは同様の構成であるため、ここでは、接続ユニット６の構成のみ説明し、接続ユニット７、８の構成については、それぞれ、接続ユニット６の各部を示す６０番台の符号の代わりに７０番台又は８０番台の符号を付して、各部の説明を省略する。
接続ユニット６は、主として、主として、冷媒回路１２の一部を構成しており、接続側冷媒回路１２ｅ（接続ユニット７、８では、それぞれ、接続側冷媒回路１２ｆ、１２ｇ）を備えている。この接続側冷媒回路１２ｅは、主として、液接続管６１と、ガス接続管６２と、高圧ガス開閉弁６６と、低圧ガス開閉弁６７とを有している。本実施形態において、液接続管６１は、液冷媒連絡配管９と利用側冷媒回路１２ａの利用側膨張弁３１とを接続している。ガス接続管６２は、高圧ガス冷媒連絡配管１０に接続された高圧ガス接続管６３と、低圧ガス冷媒連絡配管１１に接続された低圧ガス接続管６４と、高圧ガス接続管６３と低圧ガス接続管６４とを合流させる合流ガス接続管６５とを有している。合流ガス接続管６５は、利用側冷媒回路１２ａの利用側熱交換器３２のガス側に接続されている。そして、高圧ガス開閉弁６６は、本実施形態において、高圧ガス接続管６３に接続されており、冷媒の流通及び遮断が可能な電磁弁である。低圧ガス開閉弁６７は、本実施形態において、低圧ガス接続管６４に接続されており、冷媒の流通及び遮断が可能な電磁弁である。これにより、接続ユニット６は、利用ユニット３が冷房運転を行う際には、高圧ガス開閉弁６６を閉止し、かつ、低圧ガス開閉弁６７を開けた状態にして、液冷媒連絡配管９を通じて液接続管６１に流入する冷媒を利用側冷媒回路１２ａの利用側膨張弁３１に送り、利用側膨張弁３１で減圧され利用側熱交換器３２において蒸発された後に、合流ガス接続管６５及び低圧ガス接続管６４を通じて低圧ガス冷媒連絡配管１１に戻すように機能することができる。また、接続ユニット６は、利用ユニット３が暖房運転を行う際には、低圧ガス開閉弁６７を閉止し、かつ、高圧ガス開閉弁６６を開けた状態にして、高圧ガス冷媒連絡配管１０を通じて高圧ガス接続管６３及び合流ガス接続管６５に流入する冷媒を利用側冷媒回路１２ａの利用側熱交換器３２のガス側に送り、利用側熱交換器３２において凝縮され利用側膨張弁３１で減圧された後に、液接続管６１を通じて液冷媒連絡配管９に戻すように機能することができる。また、接続ユニット６は、接続ユニット６を構成する各部の動作を制御する接続側制御部６８を備えている。そして、接続側制御部６８は、接続ユニット６の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリを有しており、利用ユニット３の利用側制御部３６との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
【００４７】
以上のように、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、熱源側冷媒回路１２ｄと、冷媒連絡配管９、１０、１１と、接続側冷媒回路１２ｅ、１２ｆ、１２ｇとが接続されて、空気調和装置１の冷媒回路１２が構成されている。そして、本実施形態の空気調和装置１では、例えば、利用ユニット３、４が冷房運転を行いつつ、利用ユニット５が暖房運転を行う等の、いわゆる、冷暖同時運転を行うことが可能になっている。
【００４８】
そして、本実施形態の空気調和装置１では、後述のように、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させる際に、第１油戻し回路１０１を用いることによって、熱源側熱交換器２３の蒸発能力を熱源側膨張弁２４によって制御する際の制御幅が拡大されており、単一の熱源側熱交換器２３によって広範囲の蒸発能力の制御幅を得ることができるようになっている。また、空気調和装置１では、後述のように、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させる際に、加圧回路１１１及び冷却器１２１を用いることによって、熱源側熱交換器２３の凝縮能力を熱源側膨張弁２４によって制御する際の制御幅が拡大されており、単一の熱源側熱交換器２３によって広範囲の凝縮能力の制御幅を得ることができるようになっている。これにより、本実施形態の空気調和装置１では、従来の空気調和装置において、複数台設けられていた熱源側熱交換器の単一化が実現されている。
【００４９】
（２）空気調和装置の動作
次に、本実施形態の空気調和装置１の動作について説明する。
本実施形態の空気調和装置１の運転モードは、各利用ユニット３、４、５の空調負荷に応じて、利用ユニット３、４、５の全て暖房運転を行う暖房運転モードと、利用ユニット３、４、５の全てが冷房運転を行う冷房運転モードと、利用ユニット３、４、５の一部が冷房運転を行いつつ他の利用ユニットが暖房運転を行う冷暖房同時運転モードとに分けることができる。また、冷暖同時運転モードについては、利用ユニット３、４、５全体の空調負荷により、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させて運転している場合（蒸発運転状態）と、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させて運転している場合（凝縮運転状態）とに運転モードを分けることができる。
【００５０】
以下、空気調和装置１の４つの運転モードにおける動作について説明する。
＜暖房運転モード＞
利用ユニット３、４、５の全てを暖房運転する際、空気調和装置１の冷媒回路１２は、図４に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図４の冷媒回路１２に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１２ｄにおいては、第１切換機構２２を蒸発運転状態（図４の第１切換機構２２の破線で示された状態）に切り換え、第２切換機構２６を暖房負荷要求運転状態（図４の第２切換機構２６の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させるとともに、高圧ガス冷媒連絡配管１０を通じて利用ユニット３、４、５に圧縮機構２１において圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を供給できるようになっている。また、熱源側膨張弁２４は、冷媒を減圧するように開度調節されている。尚、加圧回路１１１の開閉弁１１１ｂ及び冷却回路１２２の冷却回路側膨張弁１２２ｂは閉止されており、熱源側膨張弁２４とレシーバ２５との間を流れる冷媒に高圧のガス冷媒を合流させたり、冷却器１２１への冷熱源の供給を遮断してレシーバ２５と利用ユニット３、４、５との間を流れる冷媒を冷却しない状態になっている。接続ユニット６、７、８においては、低圧ガス開閉弁６７、７７、８７を閉止するとともに高圧ガス開閉弁６６、７６、８６を開けることによって、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２を凝縮器として機能させる状態になっている。利用ユニット３、４、５においては、利用側膨張弁３１、４１、５１は、例えば、利用側熱交換器３２、４２、５２の過冷却度（具体的には、液側温度センサ３３、４３、５３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ３４、４４、５４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、各利用ユニットの暖房負荷に応じて開度調節されている。
【００５１】
このような冷媒回路１２の構成において、圧縮機構２１の圧縮機２１ａで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、油分離器２１ｂにおいて、高圧のガス冷媒中に同伴する冷凍機油の大部分が分離されて第２切換機構２６に送られる。そして、油分離器２１ｂにおいて分離された冷凍機油は、第２油戻し回路２１ｄを通じて圧縮機２１ａの吸入側に戻される。第２切換機構２６に送られた高圧のガス冷媒は、第２切換機構２６の第１ポート２６ａ及び第４ポート２６ｄと高圧ガス側閉鎖弁２８とを通じて、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られる。
【００５２】
そして、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られた高圧のガス冷媒は、３つに分岐されて、各接続ユニット６、７、８の高圧ガス接続管６３、７３、８３に送られる。接続ユニット６、７、８の高圧ガス接続管６３、７３、８３に送られた高圧のガス冷媒は、高圧ガス開閉弁６６、７６、８６及び合流ガス接続管６５、７５、８５を通じて、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２に送られる。
【００５３】
そして、利用側熱交換器３２、４２、５２に送られた高圧のガス冷媒は、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２において、屋内空気と熱交換を行うことによって凝縮される。一方、屋内の空気は、加熱されて屋内に供給される。利用側熱交換器３２、４２、５２において凝縮された冷媒は、利用側膨張弁３１、４１、５１を通過した後、接続ユニット６、７、８の液接続管６１、７１、８１に送られる。
【００５４】
そして、液接続管６１、７１、８１に送られた冷媒は、液冷媒連絡配管９に送られて合流する。
そして、液冷媒連絡配管９に送られて合流した冷媒は、熱源ユニット２の液側閉鎖弁２７及び冷却器１２１を通じて、レシーバ２５に送られる。レシーバ２５に送られた冷媒は、レシーバ２５内に一時的に溜められた後、熱源側膨張弁２４によって減圧される。そして、熱源側膨張弁２４によって減圧された冷媒は、熱源側熱交換器２３において、熱源としての水と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒になり、第１切換機構２２に送られる。そして、第１切換機構２２に送られた低圧のガス冷媒は、第１切換機構２２の第２ポート２２ｂ及び第３ポート２２ｃを通じて、圧縮機構２１の吸入側に戻される。このようにして、暖房運転モードにおける動作が行われている。
【００５５】
このとき、各利用ユニット３、４、５の暖房負荷が非常に小さくなる場合がある。このような場合には、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３における冷媒の蒸発能力を小さくして、利用ユニット３、４、５全体の暖房負荷（すなわち、利用側熱交換器３２、４２、５２の凝縮負荷）とバランスさせなければならない。このため、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行うことで熱源側熱交換器２３における冷媒の蒸発量を少なくする制御を行うようにしている。このような熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行うと、熱源側熱交換器２３内における冷媒の液面が低下することになる。すると、本実施形態の熱源側熱交換器２３のように、冷媒の蒸発器として機能する際に冷媒が下側から流入して上側から流出するように構成された熱交換器（図２及び図３参照）では、蒸発された冷媒とともに冷凍機油が同伴して排出されにくくなり、冷凍機油の溜まり込みが生じやすくなる。
【００５６】
しかし、本実施形態の空気調和装置１では、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用するとともに、第１油戻し回路１０１を設けている。そして、この第１油戻し回路１０１の開閉弁１０１ｂは、暖房運転モードの場合（すなわち、第１切換機構２２が蒸発運転状態になっている場合）に、開けられており、油戻し管１０１ａを通じて熱源側熱交換器２３内から冷凍機油を熱源側熱交換器２３の下部から冷媒とともに抜き出して圧縮機構２１に戻すことができるようになっている。このため、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行うことによって熱源側熱交換器２３内における冷媒の液面が低下して、蒸発された冷媒とともに冷凍機油が同伴して排出されにくい状態になっているにもかかわらず、熱源側熱交換器２３内における冷凍機油の溜まり込みを防ぐことができるようになっている。
【００５７】
尚、開閉弁１０１ｂは、熱源側熱交換器２３が凝縮器として機能する場合に開けていると、熱源側熱交換器２３において凝縮された冷媒の一部が圧縮機構２１に戻されることになり、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒量が減少してしまうため、第１切換機構２２が凝縮運転状態になっている場合には閉止し、第１切換機構２２が蒸発運転状態になっている場合に開けるようにすることが望ましい。さらに、第１切換機構２２が蒸発運転状態になっている場合において、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行うことによって熱源側熱交換器２３内における冷媒の液面が低下して、蒸発された冷媒とともに冷凍機油が同伴して排出されにくい状態になっている場合にのみ開けるようにしてもよい。例えば、開閉弁１０１ｂを開ける条件として、第１切換機構２２が蒸発運転状態であることに加えて、熱源側膨張弁２４が所定開度以下であることを加えることができる。この所定開度は、熱源側熱交換器２３内における冷媒の液面が低下して、蒸発された冷媒とともに冷凍機油が同伴して排出されにくい状態となる熱源側膨張弁２４の開度を実験的に見い出し、この実験的に見い出された開度に基づいて決定される。
【００５８】
＜冷房運転モード＞
利用ユニット３、４、５の全てを冷房運転する際、空気調和装置１の冷媒回路１２は、図５に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図５の冷媒回路１２に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１２ｄにおいては、第１切換機構２２を凝縮運転状態（図５の第１切換機構２２の実線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させるようになっている。また、熱源側膨張弁２４は、開けられた状態になっている。尚、第１油戻し回路１０１の開閉弁１０１ｂは閉止されており、熱源側熱交換器２３の下部から冷媒とともに冷凍機油を抜き出して圧縮機構２１に戻す動作を行わないようにしている。接続ユニット６、７、８においては、高圧ガス開閉弁６６、７６、８６を閉止するとともに低圧ガス開閉弁６７、７７、８７を開けることによって、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２を蒸発器として機能させるとともに、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２と熱源ユニット２の圧縮機構２１の吸入側とが低圧ガス冷媒連絡配管１１を介して接続された状態になっている。利用ユニット３、４、５においては、利用側膨張弁３１、４１、５１は、例えば、利用側熱交換器３２、４２、５２の過熱度（具体的には、液側温度センサ３３、４３、５３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ３４、４４、５４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、各利用ユニットの冷房負荷に応じて開度調節されている。
【００５９】
このような冷媒回路１２の構成において、圧縮機構２１の圧縮機２１ａで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、油分離器２１ｂにおいて、高圧のガス冷媒中に同伴する冷凍機油の大部分が分離されて第１切換機構２２に送られる。そして、油分離器２１ｂにおいて分離された冷凍機油は、第２油戻し回路２１ｄを通じて圧縮機２１ａの吸入側に戻される。そして、第１切換機構２２に送られた高圧のガス冷媒は、第１切換機構２２の第１ポート２２ａ及び第２ポート２２ｂを通じて、熱源側熱交換器２３に送られる。そして、熱源側熱交換器２３に送られた高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器２３において、熱源としての水と熱交換を行うことによって凝縮される。そして、熱源側熱交換器２３において凝縮された冷媒は、熱源側膨張弁２４を通過した後、加圧回路１１１通じて圧縮機構２１で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒が合流し（詳細は後述）、レシーバ２５に送られる。そして、レシーバ２５に送られた冷媒は、レシーバ２５内に一時的に溜められた後、冷却器１２１に送られる。そして、冷却器１２１に送られた冷媒は、冷却回路１２２を流れる冷媒と熱交換を行うことによって冷却される（詳細は後述）。そして、冷却器１２１において冷却された冷媒は、液側閉鎖弁２７を通じて、液冷媒連絡配管９に送られる。
【００６０】
そして、液冷媒連絡配管９に送られた冷媒は、３つに分岐されて、各接続ユニット６、７、８の液接続管６１、７１、８１に送られる。そして、接続ユニット６、７、８の液接続管６１、７１、８１に送られた冷媒は、利用ユニット３、４、５の利用側膨張弁３１、４１、５１に送られる。
そして、利用側膨張弁３１、４１、５１に送られた冷媒は、利用側膨張弁３１、４１、５１によって減圧された後、利用側熱交換器３２、４２、５２において、屋内空気と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒となる。一方、屋内の空気は、冷却されて屋内に供給される。そして、低圧のガス冷媒は、接続ユニット６、７、８の合流ガス接続管６５、７５、８５に送られる。
【００６１】
そして、合流ガス接続管６５、７５、８５に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス開閉弁６７、７７、８７及び低圧ガス接続管６４、７４、８４を通じて、低圧ガス冷媒連絡配管１１に送られて合流する。
そして、低圧ガス冷媒連絡配管１１に送られて合流した低圧のガス冷媒は、低圧ガス側閉鎖弁２９を通じて、圧縮機構２１の吸入側に戻される。このようにして、冷房運転モードにおける動作が行われている。
【００６２】
このとき、各利用ユニット３、４、５の冷房負荷が非常に小さくなる場合がある。このような場合には、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３における冷媒の凝縮能力を小さくして、利用ユニット３、４、５全体の冷房負荷（すなわち、利用側熱交換器３２、４２、５２の蒸発負荷）とバランスさせなければならない。このため、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行うことで熱源側熱交換器２３における冷媒の凝縮量を少なくする制御を行うようにしている。このような熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行うと、熱源側熱交換器２３内に溜まる液冷媒の量が増加して実質的な伝熱面積を減少することで凝縮能力が小さくなる。しかし、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行うと、熱源側膨張弁２４の下流側（具体的には、熱源側膨張弁２４と利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃとの間）の冷媒圧力が低下する傾向となって安定せず、熱源側冷媒回路１２ｄの凝縮能力を小さくする制御を安定的に行うことが困難になる傾向にある。
【００６３】
これに対して、本実施形態の空気調和装置１では、圧縮機構２１で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を、熱源側膨張弁２４において減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒に合流させる加圧回路１１１を設けている。そして、この加圧回路１１１の開閉弁１１１ｂは、冷房運転モードの場合（すなわち、第１切換機構２２が凝縮運転状態になっている場合）に、開けられており、加圧管１１１ａを通じて圧縮機構２１の吐出側から熱源側膨張弁２４の下流側に合流させることができるようになっている。このため、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行いつつ、熱源側膨張弁２４の下流側に加圧回路１１１を通じて高圧のガス冷媒を合流させることによって、熱源側膨張弁２４の下流側の冷媒の圧力を高くすることができるようになっている。しかし、加圧回路１１１を通じて高圧のガス冷媒を熱源側膨張弁２４の下流側に合流させるだけでは、高圧のガス冷媒が合流されることにより、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒がガス分率の大きな気液二相流となってしまい、液冷媒連絡配管９から各利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに冷媒を分岐する際に、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃ間で偏流が生じてしまう。
【００６４】
これに対して、本実施形態の空気調和装置１では、冷却器１２１を熱源側膨張弁２４の下流側にさらに設けている。このため、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行いつつ、熱源側膨張弁２４の下流側に加圧回路１１１を通じて高圧のガス冷媒を合流させることによって、熱源側膨張弁２４の下流側の冷媒圧力を高くする制御を行うとともに、熱源側膨張弁２４によって減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒を、冷却器１２１によって冷却するようにしているため、ガス冷媒を凝縮させることができて、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃにガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくても済むようになっている。また、本実施形態の空気調和装置１においては、加圧管１１１ａは、熱源側膨張弁２４とレシーバ２５との間に接続されているため、熱源側膨張弁２４の下流側の冷媒に高圧のガス冷媒が合流し、高圧のガス冷媒が合流されて温度が高くなった冷媒を冷却器１２１によって冷却するようになっている。このため、冷却器１２１において冷媒を冷却するための冷熱源として、低温の冷熱源を使用する必要がなく、比較的高温の冷熱源を使用することができる。しかも、本実施形態の空気調和装置１においては、冷却回路１２２が設けられており、熱源側熱交換器２３から利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒の一部を圧縮機構２１の吸入側に戻すことができる冷媒圧力まで減圧し、この冷媒を冷却器１２１の冷却源として使用しているため、熱源側膨張弁２４において減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒の温度よりも十分に低い温度の冷却源を得ることができる。このため、熱源側膨張弁２４において減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒を過冷却状態まで冷却することが可能になっている。そして、冷却回路１２２の冷却回路側膨張弁１２２ｂは、例えば、冷却器１２１の過熱度（冷却回路１２２の導出管１２２ｃに設けられた冷却回路出口温度センサ９６によって検出される冷媒温度より演算）に基づいて開度調節する等、熱源側膨張弁２４の下流側から利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒の流量や温度に応じて開度調節されている。
【００６５】
＜冷暖同時運転モード（蒸発負荷）＞
利用ユニット３、４、５のうち、例えば、利用ユニット３を冷房運転し、かつ、利用ユニット４、５を暖房運転する冷暖同時運転モードであって、利用ユニット３、４、５全体の空調負荷に応じて、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させて運転している際（蒸発運転状態）の動作について説明する。この際、空気調和装置１の冷媒回路１２は、図６に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図６の冷媒回路１２に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１２ｄにおいては、上述の暖房運転モードと同様に、第１切換機構２２を蒸発運転状態（図６の第１切換機構２２の破線で示された状態）に切り換え、第２切換機構２６を暖房負荷要求運転状態（図６の第２切換機構２６の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させるとともに、高圧ガス冷媒連絡配管１０を通じて利用ユニット４、５に圧縮機構２１において圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を供給できるようになっている。また、熱源側膨張弁２４は、冷媒を減圧するように開度調節されている。尚、加圧回路１１１の開閉弁１１１ｂ及び冷却回路１２２の冷却回路側膨張弁１２２ｂは閉止されており、熱源側膨張弁２４とレシーバ２５との間を流れる冷媒に高圧のガス冷媒を合流させたり、冷却器１２１への冷熱源の供給を遮断してレシーバ２５と利用ユニット３、４、５との間を流れる冷媒を冷却しない状態になっている。接続ユニット６においては、高圧ガス開閉弁６６を閉止するとともに低圧ガス開閉弁６７を開けることによって、利用ユニット３の利用側熱交換器３２を蒸発器として機能させるとともに、利用ユニット３の利用側熱交換器３２と熱源ユニット２の圧縮機構２１の吸入側とが低圧ガス冷媒連絡配管１１を介して接続された状態になっている。利用ユニット３においては、利用側膨張弁３１は、例えば、利用側熱交換器３２の過熱度（具体的には、液側温度センサ３３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ３４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、利用ユニットの冷房負荷に応じて開度調節されている。接続ユニット７、８においては、低圧ガス開閉弁７７、８７を閉止するとともに高圧ガス開閉弁７６、８６を開けることによって、利用ユニット４、５の利用側熱交換器４２、５２を凝縮器として機能させるようにしている。利用ユニット４、５においては、利用側膨張弁４１、５１は、例えば、利用側熱交換器４２、５２の過冷却度（具体的には、液側温度センサ４３、５３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ４４、５４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、各利用ユニットの暖房負荷に応じて開度調節されている。
【００６６】
このような冷媒回路１２の構成において、圧縮機構２１の圧縮機２１ａで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、油分離器２１ｂにおいて、高圧のガス冷媒中に同伴する冷凍機油の大部分が分離されて第２切換機構２６に送られる。そして、油分離器２１ｂにおいて分離された冷凍機油は、第２油戻し回路２１ｄを通じて圧縮機２１ａの吸入側に戻される。第２切換機構２６に送られた高圧のガス冷媒は、第２切換機構２６の第１ポート２６ａ及び第４ポート２６ｄと、高圧ガス側閉鎖弁２８とを通じて、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られる。
【００６７】
そして、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られた高圧のガス冷媒は、２つに分岐されて、各接続ユニット７、８の高圧ガス接続管７３、８３に送られる。接続ユニット７、８の高圧ガス接続管７３、８３に送られた高圧のガス冷媒は、高圧ガス開閉弁７６、８６及び合流ガス接続管７５、８５を通じて利用ユニット４、５の利用側熱交換器４２、５２に送られる。
【００６８】
そして、利用側熱交換器４２、５２に送られた高圧のガス冷媒は、利用ユニット４、５の利用側熱交換器４２、５２において、屋内空気と熱交換を行うことによって凝縮される。一方、屋内の空気は、加熱されて屋内に供給される。利用側熱交換器４２、５２において凝縮された冷媒は、利用側膨張弁４１、５１を通過した後、接続ユニット７、８の液接続管７１、８１に送られる。
【００６９】
そして、液接続管７１、８１に送られた冷媒は、液冷媒連絡配管９に送られて合流する。
そして、液冷媒連絡配管９に送られて合流した冷媒の一部は、接続ユニット６の液接続管６１に送られる。そして、接続ユニット６の液接続管６１に送られた冷媒は、利用ユニット３の利用側膨張弁３１に送られる。
【００７０】
そして、利用側膨張弁３１に送られた冷媒は、利用側膨張弁３１によって減圧された後、利用側熱交換器３２において、屋内空気と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒となる。一方、屋内の空気は、冷却されて屋内に供給される。そして、低圧のガス冷媒は、接続ユニット６の合流ガス接続管６５に送られる。
そして、合流ガス接続管６５に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス開閉弁６７及び低圧ガス接続管６４を通じて、低圧ガス冷媒連絡配管１１に送られて合流する。
【００７１】
そして、低圧ガス冷媒連絡配管１１に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス側閉鎖弁２９を通じて、圧縮機構２１の吸入側に戻される。
一方、液冷媒連絡配管９から接続ユニット６及び利用ユニット３に送られた冷媒を除いた残りの冷媒は、熱源ユニット２の液側閉鎖弁２７及び冷却器１２１を通じてレシーバ２５に送られる。レシーバ２５に送られた冷媒は、レシーバ２５内に一時的に溜められた後、熱源側膨張弁２４によって減圧される。そして、熱源側膨張弁２４によって減圧された冷媒は、熱源側熱交換器２３において、熱源としての水と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒になり、第１切換機構２２に送られる。そして、第１切換機構２２に送られた低圧のガス冷媒は、第１切換機構２２の第２ポート２２ｂ及び第３ポート２２ｃを通じて、圧縮機構２１の吸入側に戻される。このようにして、冷暖同時運転モード（蒸発負荷）における動作が行われている。
【００７２】
このとき、各利用ユニット３、４、５全体の空調負荷に応じて、熱源側熱交換器２３としては、蒸発負荷が必要であるが、その大きさが非常に小さくなる場合がある。このような場合には、上述の暖房運転モードと同様に、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３における冷媒の蒸発能力を小さくして、利用ユニット３、４、５全体の空調負荷とバランスさせなければならない。特に、このような冷暖同時運転モードにおいては、利用ユニット３の冷房負荷と、利用ユニット４、５の暖房負荷とがほぼ同程度の負荷になる場合があり、このような場合には、熱源側熱交換器２３の蒸発負荷を非常に小さくしなければならない。
【００７３】
しかし、本実施形態の空気調和装置１では、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用するとともに、第１油戻し回路１０１を設けているため、上述の暖房運転モードの動作説明において述べたように、熱源側熱交換器２３内における冷凍機油の溜まり込みを防ぐことができるようになっている。
＜冷暖同時運転モード（凝縮負荷）＞
利用ユニット３、４、５のうち、例えば、利用ユニット３、４を冷房運転し、かつ、利用ユニット５を暖房運転する冷暖同時運転モードであって、利用ユニット３、４、５全体の空調負荷に応じて、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させて運転している際（凝縮運転状態）の動作について説明する。この際、空気調和装置１の冷媒回路１２は、図７に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図７の冷媒回路１２に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１２ｄにおいては、第１切換機構２２を凝縮運転状態（図７の第１切換機構２２の実線で示された状態）に切り換え、第２切換機構２６を暖房負荷要求運転状態（図７の第２切換機構２６の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させるとともに、高圧ガス冷媒連絡配管１０を通じて利用ユニット５に圧縮機構２１において圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を供給できるようになっている。また、熱源側膨張弁２４は、開けられた状態になっている。尚、第１油戻し回路１０１の開閉弁１０１ｂは閉止されており、熱源側熱交換器２３の下部から冷媒とともに冷凍機油を抜き出して圧縮機構２１に戻す動作を行わない状態になっている。接続ユニット６、７においては、高圧ガス開閉弁６６、７６を閉止するとともに低圧ガス開閉弁６７、７７を開けることによって、利用ユニット３、４の利用側熱交換器３２、４２を蒸発器として機能させるとともに、利用ユニット３、４の利用側熱交換器３２、４２と熱源ユニット２の圧縮機構２１の吸入側とが低圧ガス冷媒連絡配管１１を介して接続された状態になっている。利用ユニット３、４においては、利用側膨張弁３１、４１は、例えば、利用側熱交換器３２、４２の過熱度（具体的には、液側温度センサ３３、４３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ３４、４４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、各利用ユニットの冷房負荷に応じて開度調節されている。接続ユニット８においては、低圧ガス開閉弁８７を閉止するとともに高圧ガス開閉弁８６を開けることによって、利用ユニット５の利用側熱交換器５２を凝縮器として機能させるようにしている。利用ユニット５においては、利用側膨張弁５１は、例えば、利用側熱交換器５２の過冷却度（具体的には、液側温度センサ５３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ５４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、利用ユニットの暖房負荷に応じて開度調節されている。
【００７４】
このような冷媒回路１２の構成において、圧縮機構２１の圧縮機２１ａで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、油分離器２１ｂにおいて、高圧のガス冷媒中に同伴する冷凍機油の大部分が分離されて第１切換機構２２及び第２切換機構２６に送られる。そして、油分離器２１ｂにおいて分離された冷凍機油は、第２油戻し回路２１ｄを通じて圧縮機２１ａの吸入側に戻される。そして、圧縮機構２１で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒のうち第１切換機構２２に送られた高圧のガス冷媒は、第１切換機構２２の第１ポート２２ａ及び第２ポート２２ｂを通じて、熱源側熱交換器２３に送られる。そして、熱源側熱交換器２３に送られた高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器２３において、熱源としての水と熱交換を行うことによって凝縮される。そして、熱源側熱交換器２３において凝縮された冷媒は、熱源側膨張弁２４を通過した後、加圧回路１１１通じて圧縮機構２１で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒が合流し（詳細は後述）、レシーバ２５に送られる。そして、レシーバ２５に送られた冷媒は、レシーバ２５内に一時的に溜められた後、冷却器１２１に送られる。そして、冷却器１２１に送られた冷媒は、冷却回路１２２を流れる冷媒と熱交換を行うことによって冷却される（詳細は後述）。そして、冷却器１２１において冷却された冷媒は、液側閉鎖弁２７を通じて、液冷媒連絡配管９に送られる。
【００７５】
一方、圧縮機構２１で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒のうち第２切換機構２６に送られた高圧のガス冷媒は、第２切換機構２６の第１ポート２６ａ及び第４ポート２６ｄと、高圧ガス側閉鎖弁２８とを通じて、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られる。
そして、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られた高圧のガス冷媒は、接続ユニット８の高圧ガス接続管８３に送られる。接続ユニット８の高圧ガス接続管８３に送られた高圧のガス冷媒は、高圧ガス開閉弁８６及び合流ガス接続管８５を通じて利用ユニット５の利用側熱交換器５２に送られる。
【００７６】
そして、利用側熱交換器５２に送られた高圧のガス冷媒は、利用ユニット５の利用側熱交換器５２において、屋内空気と熱交換を行うことによって凝縮される。一方、屋内の空気は、加熱されて屋内に供給される。利用側熱交換器５２において凝縮された冷媒は、利用側膨張弁５１を通過した後、接続ユニット８の液接続管８１に送られる。
そして、液接続管８１に送られた冷媒は、液冷媒連絡配管９に送られて、第１切換機構２２、熱源側熱交換器２３、熱源側膨張弁２４、レシーバ２５、冷却器１２１及び液側閉鎖弁２７を通じて液冷媒連絡配管９に送られた冷媒に合流される。
【００７７】
そして、この液冷媒連絡配管９を流れる冷媒は、２つに分岐されて、各接続ユニット６、７の液接続管６１、７１に送られる。そして、接続ユニット６、７の液接続管６１、７１に送られた冷媒は、利用ユニット３、４の利用側膨張弁３１、４１に送られる。
そして、利用側膨張弁３１、４１に送られた冷媒は、利用側膨張弁３１、４１によって減圧された後、利用側熱交換器３２、４２において、屋内空気と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒となる。一方、屋内の空気は、冷却されて屋内に供給される。そして、低圧のガス冷媒は、接続ユニット６、７の合流ガス接続管６５、７５に送られる。
【００７８】
そして、合流ガス接続管６５、７５に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス開閉弁６７、７７及び低圧ガス接続管６４、７４を通じて、低圧ガス冷媒連絡配管１１に送られて合流する。
そして、低圧ガス冷媒連絡配管１１に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス側閉鎖弁２９を通じて、圧縮機構２１の吸入側に戻される。このようにして、冷暖同時運転モード（凝縮負荷）における動作が行われている。
【００７９】
このとき、各利用ユニット３、４、５全体の空調負荷に応じて、熱源側熱交換器２３としては、凝縮負荷が必要であるが、その大きさが非常に小さくなる場合がある。このような場合には、上述の冷房運転モードと同様に、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３における冷媒の凝縮能力を小さくして、利用ユニット３、４、５全体の空調負荷とバランスさせなければならない。特に、このような冷暖同時運転モードにおいては、利用ユニット３、４の冷房負荷と、利用ユニット５の暖房負荷とがほぼ同程度の負荷になる場合があり、このような場合には、熱源側熱交換器２３の凝縮負荷を非常に小さくしなければならない。
【００８０】
しかし、本実施形態の空気調和装置１では、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行いつつ、熱源側膨張弁２４の下流側に加圧回路１１１を通じて高圧のガス冷媒を合流させることによって、熱源側膨張弁２４の下流側の冷媒の圧力を高くする制御を行うとともに、熱源側膨張弁２４によって減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂに送られる冷媒を、冷却器１２１によって冷却するようにしているため、ガス冷媒を凝縮させることができて、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂにガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくても済むようになっている。
【００８１】
（３）空気調和装置の特徴
本実施形態の空気調和装置１には、以下のような特徴がある。
（Ａ）
本実施形態の空気調和装置１では、蒸発器として機能する際には冷媒が下側から流入して上側から流出するように構成された熱源側熱交換器２３を有する熱源側冷媒回路１２ｄと、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃとが接続されて構成される冷媒回路１２を備えており、この冷媒回路１２に使用される冷凍機油及び冷媒として、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用している。ここで、熱源側熱交換器２３における冷媒の蒸発温度は、熱源として水や空気を熱源とする場合には、３０℃以下の温度である。このため、空気調和装置１において、冷凍機油は、熱源側熱交換器２３内における冷媒の液面に浮いた状態で溜まるのではなく、冷媒と混合した状態で熱源側熱交換器２３内に溜まることになる。そして、熱源側熱交換器２３内に溜まった冷凍機油は、熱源側熱交換器２３の下部に接続された第１油戻し回路１０１によって、冷媒とともに圧縮機構２１の吸入側に戻されるようになっている。このため、従来の空気調和装置のように、熱源側熱交換器内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐために、熱源側熱交換器内の冷媒の液面を一定以上のレベルになるように維持する必要がなくなる。
【００８２】
これにより、空気調和装置１では、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃの空調負荷に応じて熱源側膨張弁２４の開度を小さくすることによって、熱源側熱交換器２３の蒸発能力を小さくする制御を行い、その結果、熱源側熱交換器２３内における冷媒の液面が低下しても、熱源側熱交換器２３内に冷凍機油が溜まり込むことがなくなるため、熱源側熱交換器２３の蒸発能力を熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することが可能になる。
【００８３】
そして、空気調和装置１では、従来の空気調和装置のように、熱源側熱交換器を複数設けて、熱源側熱交換器を蒸発器として機能させる場合に、複数の熱源側膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交換器の台数を減らすことによって蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行う必要がなくなるため、単一の熱源側熱交換器によって広範囲の蒸発能力の制御幅を得ることができるようになる。
【００８４】
これにより、熱源側熱交換器の蒸発能力の制御の制御幅の制約によって熱源側熱交換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器の単一化が可能となるため、従来の空気調和装置において複数の熱源側熱交換器を設置することにより発生していた部品点数の増加及びコストアップを防ぎ、また、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させて蒸発能力を小さくする場合に熱源側熱交換器で凝縮される冷媒量の分だけ圧縮機構において圧縮される冷媒量が増加して利用側冷媒回路の空調負荷が小さい運転条件におけるＣＯＰが悪くなるという問題を解消することができる。
【００８５】
（Ｂ）
本実施形態の空気調和装置１では、第１油戻し回路１０１に開閉弁１０１ｂを設けるとともに、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させる場合には開閉弁１０１ｂを閉止した状態で運転することによって、熱源側熱交換器２３において凝縮された後に利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒量が減少するのを防ぐことができる。
【００８６】
また、空気調和装置１では、熱源側熱交換器２３内の冷媒の液面が冷凍機油の溜まり込みのない一定以上のレベルまでは、第１油戻し回路１０１を使用する必要がないため、熱源側熱交換器２３内に冷凍機油の溜まり込みが生じうる冷媒の液面に対応する熱源側膨張弁２４の開度を所定開度として設定し、熱源側膨張弁２４の開度がこの所定開度以下になった場合にのみ開閉弁１０１ｂを開けて運転することによって、熱源側熱交換器２３において蒸発されることなく圧縮機構２１に送られる冷媒量が増加するのを防ぐことができる。
【００８７】
（Ｃ）
本実施形態の空気調和装置１では、熱源側熱交換器２３としてプレート式熱交換器を使用しており、その構造上、熱源側熱交換器２３内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐために冷媒の液面の上に浮いた状態で溜まった冷凍機油を冷媒の液面付近から抜き出すことが困難である。しかし、本実施形態の空気調和装置１においては、冷凍機油が冷媒と混合した状態で熱源側熱交換器２３内に溜まり、熱源側熱交換器２３内に溜まった冷凍機油を冷媒とともに熱源側熱交換器２３の下部から抜き出すだけでよいため、プレート式熱交換器を使用する場合であっても、第１油戻し回路１０１の設置が容易である。
【００８８】
（Ｄ）
本実施形態の空気調和装置１では、凝縮器として機能する熱源側熱交換器２３において凝縮された冷媒が熱源側膨張弁２４によって減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる際に、加圧回路１１１から高圧のガス冷媒が合流して加圧されて、熱源側膨張弁２４の下流側の冷媒圧力が高くなる。ここで、従来の空気調和装置のように高圧のガス冷媒が合流させるだけでは、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒がガス分率の大きな気液二相流となってしまい、結果的に、熱源側膨張弁２４の開度を十分に小さくすることができないが、空気調和装置１においては、熱源側膨張弁２４によって減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒を、冷却器１２１によって冷却するようにしているため、ガス冷媒を凝縮させることができて、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃにガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくても済むようになる。
【００８９】
これにより、空気調和装置１では、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃの空調負荷に応じて熱源側膨張弁２４の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器２３の凝縮能力を小さくする制御を行うとともに加圧回路１１１によって高圧のガス冷媒を合流させて加圧する制御を行っても、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃにガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくて済むようになるため、熱源側熱交換器２３の蒸発能力を熱源側膨張弁２４によって制御する際の制御幅を拡大することが可能になる。
【００９０】
そして、空気調和装置１では、従来の空気調和装置のように、熱源側熱交換器を複数設けて、熱源側熱交換器を凝縮器として機能させる場合に、複数の熱源側膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交換器の台数を減らすことによって蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行う必要がなくなるため、単一の熱源側熱交換器によって広範囲の凝縮能力の制御幅を得ることができるようになる。
【００９１】
これにより、熱源側熱交換器の凝縮能力の制御の制御幅の制約によって熱源側熱交換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器の単一化が可能となるため、従来の空気調和装置において複数の熱源側熱交換器を設置することにより発生していた部品点数の増加及びコストアップを防ぎ、また、複数の熱源側熱交換器の一部を蒸発器として機能させて凝縮能力を小さくする場合に熱源側熱交換器で凝縮される冷媒量の分だけ圧縮機構において圧縮される冷媒量が増加して利用側冷媒回路の空調負荷が小さい運転条件におけるＣＯＰが悪くなるという問題を解消することができる。
【００９２】
（Ｅ）
本実施形態の空気調和装置１では、加圧回路１１１が熱源側膨張弁２４と冷却器１２１との間に高圧のガス冷媒が合流するように接続されているため、高圧のガス冷媒が合流されて冷媒の温度が高くなった冷媒を冷却器１２１によって冷却することになる。これにより、冷却器１２１において冷媒を冷却するための冷熱源として、低温の冷熱源を使用する必要がなく、比較的高温の冷熱源を使用することができる。
【００９３】
また、空気調和装置１では、熱源側膨張弁２４の下流側から利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒の一部を圧縮機構２１の吸入側に戻すことができる冷媒圧力まで減圧したものを冷却器１２１の冷却源として使用しているため、熱源側膨張弁２４の下流側から利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒の温度よりも十分に低い温度の冷却源を得ることができる。これにより、熱源側膨張弁２４の下流側から利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒を過冷却状態まで冷却することが可能になる。
【００９４】
（Ｆ）
本実施形態の空気調和装置１では、熱源側熱交換器２３内を流れる冷媒の流量制御とは関係なく一定量供給される水を熱源として使用しており、水量の制御により熱源側熱交換器２３における蒸発能力を制御することができない。しかし、空気調和装置１においては、熱源側膨張弁２４によって熱源側熱交換器２３の蒸発能力又は凝縮能力を制御する際の制御幅が拡大されているため、水量の制御をしなくても、熱源側熱交換器２３の蒸発能力を制御する際の制御幅を確保することができる。
【００９５】
（４）変形例１
上述の空気調和装置１においては、冷暖同時運転が可能な空気調和装置を構成するために、熱源ユニット２と利用ユニット３、４、５とが冷媒連絡配管９、１０、１１及び接続ユニット６、７、８を介して接続されているが、図８に示されるように、冷暖切替運転が可能な空気調和装置を構成するために、熱源ユニット２と利用ユニット３、４、５とを冷媒連絡配管９、１０のみを介して接続してもよい。具体的には、本変形例の空気調和装置１では、冷暖同時運転可能にする際に必要な低圧ガス冷媒連絡配管１１及び接続ユニット６、７、８を省略して、利用ユニット３、４、５を液冷媒連絡配管９及び高圧ガス冷媒連絡配管１０に直接接続し、第２切換機構２６の切り換えによって、高圧ガス冷媒連絡配管１０を利用ユニット３、４、５から熱源ユニット２に戻される低圧のガス冷媒が流れる配管として機能させたり、高圧ガス冷媒連絡配管１０を熱源ユニット２から利用ユニット３、４、５に供給する高圧のガス冷媒が流れる配管として機能させることができるようにしている。
【００９６】
次に、本変形例の空気調和装置１の動作（暖房運転モード及び冷房運転モード）について説明する。
まず、暖房運転モードについて説明する。利用ユニット３、４、５の全てを暖房運転する際、空気調和装置１の冷媒回路１２は、図９に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図９の冷媒回路１２に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１２ｄにおいては、第１切換機構２２を蒸発運転状態（図９の第１切換機構２２の破線で示された状態）に切り換え、第２切換機構２６を暖房負荷要求運転状態（図９の第２切換機構２６の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させるとともに、高圧ガス冷媒連絡配管１０を通じて利用ユニット３、４、５に圧縮機構２１において圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を供給できるようになっている。また、熱源側膨張弁２４は、冷媒を減圧するように開度調節されている。尚、加圧回路１１１の開閉弁１１１ｂ及び冷却回路１２２の冷却回路側膨張弁１２２ｂは閉止されており、熱源側膨張弁２４とレシーバ２５との間を流れる冷媒に高圧のガス冷媒を合流させたり、冷却器１２１への冷熱源の供給を遮断してレシーバ２５と利用ユニット３、４、５との間を流れる冷媒を冷却しない状態になっている。利用ユニット３、４、５においては、利用側膨張弁３１、４１、５１は、例えば、利用側熱交換器３２、４２、５２の過冷却度（具体的には、液側温度センサ３３、４３、５３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ３４、４４、５４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、各利用ユニットの暖房負荷に応じて開度調節されている。
【００９７】
このような冷媒回路１２の構成において、圧縮機構２１の圧縮機２１ａで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、油分離器２１ｂにおいて、高圧のガス冷媒中に同伴する冷凍機油の大部分が分離されて第２切換機構２６に送られる。そして、油分離器２１ｂにおいて分離された冷凍機油は、第２油戻し回路２１ｄを通じて圧縮機２１ａの吸入側に戻される。第２切換機構２６に送られた高圧のガス冷媒は、第２切換機構２６の第１ポート２６ａ及び第４ポート２６ｄと、高圧ガス側閉鎖弁２８とを通じて、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られる。
【００９８】
そして、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られた高圧のガス冷媒は、３つに分岐されて、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２に送られる。
そして、利用側熱交換器３２、４２、５２に送られた高圧のガス冷媒は、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２において、屋内空気と熱交換を行うことによって凝縮される。一方、屋内の空気は、加熱されて屋内に供給される。利用側熱交換器３２、４２、５２において凝縮された冷媒は、利用側膨張弁３１、４１、５１を通過した後、液冷媒連絡配管９に送られて合流する。
【００９９】
そして、液冷媒連絡配管９に送られて合流された冷媒は、熱源ユニット２の液側閉鎖弁２７及び冷却器１２１を通じてレシーバ２５に送られる。レシーバ２５に送られた冷媒は、レシーバ２５内に一時的に溜められた後、熱源側膨張弁２４によって減圧される。そして、熱源側膨張弁２４によって減圧された冷媒は、熱源側熱交換器２３において、熱源としての水と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒になり、第１切換機構２２に送られる。そして、第１切換機構２２に送られた低圧のガス冷媒は、第１切換機構２２の第２ポート２２ｂ及び第３ポート２２ｃを通じて、圧縮機構２１の吸入側に戻される。このようにして、暖房運転モードにおける動作が行われている。
【０１００】
この場合においても、各利用ユニット３、４、５の暖房負荷が非常に小さくなる場合があるが、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用するとともに、第１油戻し回路１０１を設けているため、上述の冷暖同時運転が可能に構成された空気調和装置の暖房運転モードと同様に、熱源側熱交換器２３内における冷凍機油の溜まり込みを防ぐことができるようになっている。
【０１０１】
次に、冷房運転モードについて説明する。利用ユニット３、４、５の全てを冷房運転する際、空気調和装置１の冷媒回路１２は、図１０に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図１０の冷媒回路１２に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１２ｄにおいては、第１切換機構２２を凝縮運転状態（図１０の第１切換機構２２の実線で示された状態）に切り換え、第２切換機構２６を冷暖切替時冷房運転状態（図１０の第２切換機構２６の実線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させるとともに、高圧ガス冷媒連絡配管１０を通じて利用ユニット３、４、５から熱源ユニット２に戻される低圧のガス冷媒を圧縮機構２１の吸入側に送ることができるようになっている。また、熱源側膨張弁２４は、開けられた状態になっている。尚、第１油戻し回路１０１の開閉弁１０１ｂは閉止されており、熱源側熱交換器２３の下部から冷媒とともに冷凍機油を抜き出して圧縮機構２１に戻す動作を行わない状態になっている。利用ユニット３、４、５においては、利用側膨張弁３１、４１、５１は、例えば、利用側熱交換器３２、４２、５２の過熱度（具体的には、液側温度センサ３３、４３、５３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ３４、４４、５４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、各利用ユニットの冷房負荷に応じて開度調節されている。
【０１０２】
このような冷媒回路１２の構成において、圧縮機構２１の圧縮機２１ａで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、油分離器２１ｂにおいて、高圧のガス冷媒中に同伴する冷凍機油の大部分が分離されて第１切換機構２２に送られる。そして、油分離器２１ｂにおいて分離された冷凍機油は、第２油戻し回路２１ｄを通じて圧縮機２１ａの吸入側に戻される。そして、第１切換機構２２に送られた高圧のガス冷媒は、第１切換機構２２の第１ポート２２ａ及び第２ポート２２ｂを通じて、熱源側熱交換器２３に送られる。そして、熱源側熱交換器２３に送られた高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器２３において、熱源としての水と熱交換を行うことによって凝縮される。そして、熱源側熱交換器２３において凝縮された冷媒は、熱源側膨張弁２４を通過した後、加圧回路１１１通じて圧縮機構２１で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒が合流し、レシーバ２５に送られる。そして、レシーバ２５に送られた冷媒は、レシーバ２５内に一時的に溜められた後、冷却器１２１に送られる。そして、冷却器１２１に送られた冷媒は、冷却回路１２２を流れる冷媒と熱交換を行うことによって冷却される。そして、冷却器１２１において冷却された冷媒は、液側閉鎖弁２７を通じて、液冷媒連絡配管９に送られる。
【０１０３】
そして、液冷媒連絡配管９に送られた冷媒は、３つに分岐されて、利用ユニット３、４、５の利用側膨張弁３１、４１、５１に送られる。
そして、利用側膨張弁３１、４１、５１に送られた冷媒は、利用側膨張弁３１、４１、５１によって減圧された後、利用側熱交換器３２、４２、５２において、屋内空気と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒となる。一方、屋内の空気は、冷却されて屋内に供給される。そして、低圧のガス冷媒は、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られて合流する。
【０１０４】
そして、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られて合流した低圧のガス冷媒は、高圧ガス側閉鎖弁２８と第２切換機構２６の第４ポート２６ｄ及び第３ポート２６ｃとを通じて、圧縮機構２１の吸入側に戻される。このようにして、冷房運転モードにおける動作が行われている。
この場合においても、各利用ユニット３、４、５の冷房負荷が非常に小さくなる場合があるが、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行いつつ、熱源側膨張弁２４の下流側に加圧回路１１１を通じて高圧のガス冷媒を合流させることによって、熱源側膨張弁２４の下流側の冷媒の圧力を高くする制御を行うとともに、熱源側膨張弁２４によって減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒を、冷却器１２１によって冷却するようにしているため、上述の冷暖同時運転が可能に構成された空気調和装置の冷房運転モードと同様に、ガス冷媒を凝縮させることができて、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃにガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくても済むようになっている。
【０１０５】
（５）変形例２
上述の空気調和装置１においては、熱源側膨張弁２４による熱源側熱交換器２３の蒸発能力の制御の制御幅と、熱源側膨張弁２４による熱源側熱交換器２３の凝縮能力の制御の制御幅との両方を拡大するために、第１油戻し回路１０１、加圧回路１１１、冷却器１２１及び冷却回路１２２を熱源ユニット２に設けるようにしているが、例えば、熱源側熱交換器２３の蒸発能力の制御の制御幅は確保されているが、熱源側熱交換器２３の凝縮能力の制御の制御幅のみを拡大することが必要な場合には、図１１に示されるように、加圧回路１１１、冷却器１２１及び冷却回路１２２だけを熱源ユニット２に設けるようにしてもよい（すなわち、第１油戻し回路１０１を省略してもよい）。
【０１０６】
（６）変形例３
上述の空気調和装置１においては、第１切換機構２２及び第２切換機構２６として四路切換弁を使用しているが、これに限定されず、例えば、図１２に示されるように、第１切換機構２２及び第２切換機構２６として三方弁を使用してもよい。
（７）変形例４
上述の空気調和装置１（変形例２を除く）においては、第１油戻し回路１０１を通じて蒸発器として機能する熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻される冷凍機油及び冷媒の流量が、第１油戻し回路１０１において蒸発器として機能する熱源側熱交換器２３の下部と圧縮機構２１との間の圧力損失に応じて決定されるため、例えば、蒸発器として機能する熱源側熱交換器２３内や熱源側熱交換器２３の冷媒出口側から圧縮機構２１の吸入側までの間の配管内における圧力損失が小さく、第１油戻し回路１０１における圧力損失が小さくなってしまう場合等において、熱源側熱交換器２３内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐことができるだけの十分な流量の冷凍機油及び冷媒を、第１油戻し回路１０１を通じて熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻すことができない場合が生じ得る。
【０１０７】
このような場合においても、熱源側熱交換器２３内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐことができるだけの十分な流量の冷凍機油及び冷媒を、第１油戻し回路１０１を通じて熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻すことができるようにするために、図１３に示されるように、蒸発器として機能する熱源側熱交換器２３の冷媒出口側と圧縮機構２１の吸入側との間に接続されており、熱源側熱交換器２３において蒸発されて圧縮機構２１の吸入側に戻されるガス冷媒を、第１油戻し回路１０１を通じて熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻される冷凍機油及び冷媒と合流する前に減圧することが可能な減圧機構１３１をさらに備えるようにしてもよい。
【０１０８】
減圧機構１３１は、主として、第１切換機構２２の第３ポート２２ｃと圧縮機構２１の吸入側とを接続する配管に接続された電磁弁からなる開閉弁１３１ａと、開閉弁１３１ａをバイパスするバイパス管１３１ｂとからなる。バイパス管１３１ｂには、キャピラリチューブ１３１ｃが接続されている。この減圧機構１３１では、第１油戻し回路１０１を使用する場合には、開閉弁１３１ａを閉止してバイパス管１３１ｂのみを熱源側熱交換器２３において蒸発したガス冷媒が流れるようにし、それ以外の場合には、開閉弁１３１ａを開けて開閉弁１３１ａ及びバイパス管１３１ｂの両方を熱源側熱交換器２３において蒸発したガス冷媒が流れるように動作させることができるため、第１油戻し回路１０１を使用する場合には、蒸発器として機能する熱源側熱交換器２３の冷媒出口側から圧縮機構２１の吸入側までの間における圧力損失を大きくして、第１油戻し回路１０１を通じて熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻される冷凍機油及び冷媒の流量を大きくすることができるようになる。これにより、熱源側熱交換器２３内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐことができるだけの十分な流量の冷凍機油及び冷媒を、確実に、第１油戻し回路１０１を通じて熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻すことができる。尚、キャピラリチューブ１３１ｃを接続することなくバイパス管１３１ｂにおける圧力損失を適切に設定できる場合には、キャピラリチューブ１３１ｃは不用である。
【０１０９】
また、減圧機構は、上記の減圧機構１３１のような開閉弁１３１ａ及びバイパス管１３１ｂではなく、図１４に示されるように、第１切換機構２２の第３ポート２２ｃと圧縮機構２１の吸入側とを接続する配管に接続された電動膨張弁であってもよい。この減圧機構１４１では、第１油戻し回路１０１を使用する場合には、開度を小さくする制御を行って蒸発器として機能する熱源側熱交換器２３の冷媒出口側から圧縮機構２１の吸入側までの間における圧力損失を大きくして、第１油戻し回路１０１を通じて熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻される冷凍機油及び冷媒の流量を大きくすることができるようにし、それ以外の場合には、開度を大きく（例えば、全開）する制御を行うことができるため、熱源側熱交換器２３内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐことができるだけの十分な流量の冷凍機油及び冷媒を、確実に、第１油戻し回路１０１を通じて熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻すことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明を利用すれば、熱源側冷媒回路と、熱源側冷媒回路に接続された利用側冷媒回路とを備えた空気調和装置において、熱源側熱交換器の凝縮能力を熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明にかかる一実施形態の空気調和装置の概略の冷媒回路図である。
【図２】熱源側熱交換器の全体の概略構造を示す図である。
【図３】図２のＣ部分の拡大図であって、熱源側熱交換器の下部の概略構造を示す図である。
【図４】空気調和装置の暖房運転モードにおける動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図５】空気調和装置の冷房運転モードにおける動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図６】空気調和装置の冷暖房同時運転モード（蒸発負荷）における動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図７】空気調和装置の冷暖房同時運転モード（凝縮負荷）における動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図８】変形例１にかかる空気調和装置の概略の冷媒回路図である。
【図９】変形例１の空気調和装置の暖房運転モードにおける動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図１０】変形例１の空気調和装置の冷房運転モードにおける動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図１１】変形例２にかかる空気調和装置の概略の冷媒回路図である。
【図１２】変形例３にかかる空気調和装置の概略の冷媒回路図である。
【図１３】変形例４にかかる空気調和装置の概略の冷媒回路図である。
【図１４】変形例４にかかる空気調和装置の概略の冷媒回路図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１  空気調和装置（冷凍装置）
１２  冷媒回路
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  利用側冷媒回路
１２ｄ  熱源側冷媒回路
２１  圧縮機構
２３  熱源側熱交換器（蒸発器）
２４  熱源側膨張弁（膨張弁）
３１、４１、５１  利用側膨張弁
３２、４２、５２  利用側熱交換器（凝縮器）
１０１  第１油戻し回路（油戻し回路）
１０１ｂ  開閉弁
１１１  加圧回路
１２１  冷却器
１２２  冷却回路
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月21日(2005.10.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機構（２１）と、熱源側熱交換器（２３）と、前記熱源側熱交換器が凝縮器として機能する場合に前記熱源側熱交換器において凝縮された冷媒を減圧する熱源側膨張弁（２４）とが接続されて構成される熱源側冷媒回路（１２ｄ）と、
前記熱源側冷媒回路に接続されており、利用側熱交換器（３２、４２、５２）と利用側膨張弁（３１、４１、５１）とが接続されて構成される１以上の利用側冷媒回路（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）と、
前記熱源側冷媒回路に設けられ、前記圧縮機構において圧縮された高圧のガス冷媒を前記熱源側膨張弁において減圧されて前記利用側冷媒回路に送られる冷媒に合流させる加圧回路（１１１）と、
前記熱源側膨張弁において減圧されて前記利用側冷媒回路に送られる冷媒を冷却するための冷却器（１２１）とを備え、
前記加圧回路は、前記熱源側膨張弁と前記冷却器との間に高圧のガス冷媒が合流するように接続されている、
空気調和装置（１）。
【請求項２】
前記熱源側熱交換器（２３）から前記利用側冷媒回路（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）へ送られる冷媒の一部を前記熱源側冷媒回路（１２ｄ）から分岐させて前記冷却器（１２１）に導入し、前記熱源側膨張弁（２４）において減圧されて前記利用側冷媒回路に送られる冷媒を冷却した後、前記圧縮機構（２１）の吸入側に戻すように前記熱源側冷媒回路に接続された冷却回路（１２２）をさらに備えている、請求項１に記載の空気調和装置（１）。
【請求項３】
前記熱源側熱交換器（２３）は、冷媒が下側から流入して上側から流出するように構成された蒸発器として機能することが可能であり、
３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用しており、
前記熱源側熱交換器の下部に接続され、前記熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を冷媒とともに前記圧縮機構（２１）に戻す油戻し回路（１０１）をさらに備えている、
請求項１又は２に記載の空気調和装置（１）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置、特に、熱源側冷媒回路と、熱源側冷媒回路に接続された利用側冷媒回路とを備えた空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷媒の蒸発器として冷媒が下側から流入して上側から流出するように構成された熱交換器を有する蒸気圧縮式の冷媒回路を備えた冷凍装置がある（例えば、特許文献１参照。）。この冷凍装置においては、蒸発器内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐため、冷媒よりも比重が小さいために２層に分離して冷媒の液面の上に浮いた状態で溜まった冷凍機油を冷媒の液面付近から抜き出して圧縮機の吸入側に戻すようにしている。
【０００３】
また、蒸気圧縮式の冷媒回路を備えた冷凍装置の一例として、複数の熱源側熱交換器を有する熱源側冷媒回路と、熱源側冷媒回路に接続された複数の利用側冷媒回路とを有する蒸気圧縮式の冷媒回路を備えた空気調和装置がある（例えば、特許文献２参照。）。このような空気調和装置においては、各熱源側熱交換器に流入する冷媒の流量を調節することができるように熱源側膨張弁が設けられている。そして、この空気調和装置において、例えば、暖房運転時や冷暖同時運転時に熱源側熱交換器を蒸発器として機能させる場合には、複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷が小さくなるのに応じて、熱源側膨張弁の開度を小さくすることによって蒸発能力を小さくする制御を行い、さらに、複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷が非常に小さくなる場合には、複数の熱源側膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交換器の台数を減らすことによって蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行っている。
【０００４】
また、上述の空気調和装置においては、例えば、冷房運転時や冷暖同時運転時に熱源側熱交換器を凝縮器として機能させる場合には、複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷が小さくなるのに応じて、熱源側熱交換器に接続された熱源側膨張弁の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器内に溜まる液冷媒の量を増やして実質的な伝熱面積を減少させることで凝縮能力を小さくする制御を行っている。しかし、熱源側膨張弁の開度を小さくする制御を行うと、熱源側膨張弁の下流側（具体的には、熱源側膨張弁と利用側冷媒回路との間）の冷媒圧力が低下する傾向となって安定せず、熱源側冷媒回路の凝縮能力を小さくする制御を安定的に行うことができないという問題があった。これに対して、圧縮機で圧縮された高圧のガス冷媒を、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路に送られる冷媒に合流させる加圧回路を設けることによって、熱源側膨張弁の下流側の冷媒圧力を高くする制御が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開昭６３−２０４０７４号公報
【特許文献２】特開平３−２６０５６１号公報
【特許文献３】特開平３−１２９２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の空気調和装置において、冷媒の蒸発器として機能する場合に冷媒が下側から流入して上側から流出するように構成されたプレート熱交換器等の熱交換器を熱源側熱交換器として使用する場合がある。この場合には、熱源側熱交換器内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐため、熱源側熱交換器内の冷媒の液面を一定以上のレベルになるように維持する必要がある。しかし、複数の利用側冷媒回路における空調負荷が非常に小さくなる場合等のように、熱源側熱交換器を蒸発能力の小さい蒸発器として機能させる場合においては、熱源側膨張弁の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器を流れる冷媒量を減少させようとしても、熱源側熱交換器内の冷媒の液面の制約から熱源側膨張弁の開度をあまり小さくすることができないため、熱源側膨張弁の開度調節のみでは十分に蒸発能力を制御できず、結果的に、複数の熱源側膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交換器の台数を減らすことによって蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行うことが必要になっている。
【０００６】
このため、複数の熱源側熱交換器を設置する分だけ部品点数の増加及びコストアップが生じ、また、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させて蒸発能力を小さくする場合に熱源側熱交換器で凝縮される冷媒量の分だけ圧縮機において圧縮される冷媒量が増加することになり、複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷が小さい運転条件におけるＣＯＰが悪くなるという問題がある。
【０００７】
また、上述の空気調和装置において、冷媒回路に加圧回路を設けることによって、熱源側熱交換器を冷媒の凝縮器として機能させる場合に、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路に送られる冷媒に圧縮機で圧縮された高圧のガス冷媒を合流させるようにすると、熱源側膨張弁から利用側冷媒回路に送られる冷媒が気液二相流になり、しかも、熱源側膨張弁の開度を小さくなる程、加圧回路から高圧のガス冷媒が合流された後の冷媒のガス分率が大きくなり、複数の利用側冷媒回路間で偏流が生じてしまうため、結果的に、熱源側膨張弁の開度を十分に小さくすることができないという問題が生じている。この結果、熱源側熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる場合と同様に、熱源側冷媒回路に複数の熱源側熱交換器を設けて、複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷が非常に小さくなる場合には、複数の熱源側膨張弁を閉止して凝縮器として機能する熱源側熱交換器の台数を減らすことによって凝縮能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器の一部を蒸発器として機能させることにより凝縮器として機能する熱源側熱交換器の凝縮能力と相殺して凝縮能力を小さくする制御を行うことが必要になっている。
【０００８】
このため、複数の熱源側熱交換器を設置する分だけ部品点数の増加及びコストアップが生じ、また、複数の熱源側熱交換器の一部を蒸発器として機能させて凝縮能力を小さくする場合に熱源側熱交換器で蒸発される冷媒量の分だけ圧縮機において圧縮される冷媒量が増加することになり、複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷が小さい運転条件におけるＣＯＰが悪くなるという問題がある。
【０００９】
本発明の課題は、熱源側冷媒回路と、熱源側冷媒回路に接続された利用側冷媒回路とを備えた空気調和装置において、熱源側熱交換器の凝縮能力を熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明にかかる空気調和装置は、熱源側冷媒回路と、１以上の利用側冷媒回路と、加圧回路と、冷却器とを備えている。熱源側冷媒回路は、圧縮機構と、熱源側熱交換器と、熱源側熱交換器が凝縮器として機能する場合に熱源側熱交換器において凝縮された冷媒を減圧させる熱源側膨張弁とが接続されて構成される。利用側冷媒回路は、熱源側冷媒回路に接続されており、利用側熱交換器と利用側膨張弁とが接続されて構成される。加圧回路は、熱源側冷媒回路に設けられ、圧縮機構において圧縮された高圧のガス冷媒を熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路に送られる冷媒に合流させる。冷却器は、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路に送られる冷媒を冷却する。加圧回路は、熱源側膨張弁と冷却器との間に高圧のガス冷媒が合流するように接続されている。
【００１１】
この空気調和装置では、凝縮器として機能する熱源側熱交換器において凝縮された冷媒が熱源側膨張弁によって減圧されて利用側冷媒回路に送られる際に、加圧回路から高圧のガス冷媒が合流して加圧されて、熱源側膨張弁の下流側の冷媒圧力が高くなる。ここで、従来の空気調和装置のように高圧のガス冷媒が合流させるだけでは、利用側冷媒回路に送られる冷媒がガス分率の大きな気液二相流となってしまい、結果的に、熱源側膨張弁の開度を十分に小さくすることができないが、この空気調和装置においては、熱源側膨張弁によって減圧されて利用側冷媒回路に送られる冷媒を、冷却器によって冷却するようにしているため、ガス冷媒を凝縮させることができて、利用側冷媒回路にガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくても済むようになる。
【００１２】
しかも、この空気調和装置では、加圧回路が熱源側膨張弁と冷却器との間に高圧のガス冷媒が合流するように接続されているため、高圧のガス冷媒が合流されて冷媒の温度が高くなった冷媒を冷却器によって冷却することになる。これにより、冷却器において冷媒を冷却するための冷熱源として、低温の冷熱源を使用する必要がなく、比較的高温の冷熱源を使用することができる。
【００１３】
これにより、この空気調和装置では、利用側冷媒回路の空調負荷に応じて熱源側膨張弁の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器の凝縮能力を小さくする制御を行うとともに加圧回路によって高圧のガス冷媒を合流させて加圧する制御を行っても、利用側冷媒回路にガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくて済むようになるため、熱源側熱交換器の蒸発能力を熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することが可能になる。
【００１４】
そして、この空気調和装置では、従来の空気調和装置のように、熱源側熱交換器を複数設けて、熱源側熱交換器を凝縮器として機能させる場合に、複数の熱源側膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交換器の台数を減らすことによって蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行う必要がなくなるため、単一の熱源側熱交換器によって広範囲の凝縮能力の制御幅を得ることができるようになる。
【００１５】
これにより、熱源側熱交換器の凝縮能力の制御の制御幅の制約によって熱源側熱交換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器の単一化が可能となるため、従来の空気調和装置において複数の熱源側熱交換器を設置することにより発生していた部品点数の増加及びコストアップを防ぎ、また、複数の熱源側熱交換器の一部を蒸発器として機能させて凝縮能力を小さくする場合に熱源側熱交換器で凝縮される冷媒量の分だけ圧縮機構において圧縮される冷媒量が増加して利用側冷媒回路の空調負荷が小さい運転条件におけるＣＯＰが悪くなるという問題を解消することができる。
【００１６】
第２の発明にかかる空気調和装置は、第１の発明にかかる空気調和装置において、熱源側熱交換器から利用側冷媒回路へ送られる冷媒の一部を熱源側冷媒回路から分岐させて冷却器に導入し、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路に送られる冷媒を冷却した後、圧縮機構の吸入側に戻すように熱源側冷媒回路に接続された冷却回路をさらに備えている。
【００１７】
この空気調和装置では、熱源側熱交換器から利用側冷媒回路へ送られる冷媒の一部を圧縮機構の吸入側に戻すことができる冷媒圧力まで減圧したものを冷却器の冷却源として使用しているため、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路へ送られる冷媒の温度よりも十分に低い温度の冷却源を得ることができる。これにより、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路へ送られる冷媒を過冷却状態まで冷却することが可能になる。
【００１８】
第３の発明にかかる空気調和装置は、第１又は第２の発明にかかる空気調和装置において、熱源側熱交換器は、冷媒が下側から流入して上側から流出するように構成された蒸発器として機能することが可能である。空気調和装置は、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用している。空気調和装置は、熱源側熱交換器の下部に接続され、熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を冷媒とともに圧縮機構に戻す油戻し回路をさらに備えている。
【００１９】
この空気調和装置では、熱源側熱交換器が、蒸発器として機能する際に冷媒が下側から流入して上側から流出するように構成されており、冷凍機油及び冷媒として、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用している。ここで、熱源側熱交換器における冷媒の蒸発温度は、熱源として水や空気を熱源とする場合には、３０℃以下の温度である。このため、この空気調和装置において、冷凍機油は、熱源側熱交換器内における冷媒の液面に浮いた状態で溜まるのではなく、冷媒と混合した状態で熱源側熱交換器内に溜まることになる。そして、熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油は、熱源側熱交換器の下部に接続された油戻し回路によって、冷媒とともに圧縮機構の吸入側に戻されるようになっている。このため、従来の空気調和装置のように、熱源側熱交換器内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐために、熱源側熱交換器内の冷媒の液面を一定以上のレベルになるように維持する必要がなくなる。
【００２０】
これにより、この空気調和装置では、利用側冷媒回路の空調負荷に応じて熱源側膨張弁の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器の蒸発能力を小さくする制御を行い、その結果、熱源側熱交換器内における冷媒の液面が低下しても、熱源側熱交換器内に冷凍機油が溜まり込むことがなくなるため、熱源側熱交換器の蒸発能力を熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することが可能になる。
【００２１】
そして、この空気調和装置では、従来の空気調和装置のように、熱源側熱交換器を複数設けて、熱源側熱交換器を蒸発器として機能させる場合に、複数の熱源側膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交換器の台数を減らすことによって蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行う必要がなくなるため、単一の熱源側熱交換器によって広範囲の蒸発能力の制御幅を得ることができるようになる。
【００２２】
これにより、熱源側熱交換器の凝縮能力の制御の制御幅の制約だけでなく、熱源側熱交換器の蒸発能力の制御の制御幅の制約によって熱源側熱交換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器の単一化が可能となるため、従来の空気調和装置において複数の熱源側熱交換器を設置することにより発生していた部品点数の増加及びコストアップを防ぎ、また、利用側冷媒回路の空調負荷が小さい運転条件におけるＣＯＰが悪くなるという問題を解消することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
第１の発明では、利用側冷媒回路の空調負荷に応じて熱源側膨張弁の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器の凝縮能力を小さくする制御を行うとともに加圧回路によって高圧のガス冷媒を合流させて加圧する制御を行っても、利用側冷媒回路にガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくて済むようになるため、熱源側熱交換器の蒸発能力を熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することが可能になる。しかも、熱源側熱交換器の凝縮能力の制御の制御幅の制約によって熱源側熱交換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器の単一化が可能となる。
【００２４】
また、第１の発明では、加圧回路が熱源側膨張弁と冷却器との間に高圧のガス冷媒が合流するように接続されているため、高圧のガス冷媒が合流されて冷媒の温度が高くなった冷媒を冷却器によって冷却することになる。これにより、冷却器において冷媒を冷却するための冷熱源として、低温の冷熱源を使用する必要がなく、比較的高温の冷熱源を使用することができる。
【００２５】
第２の発明では、熱源側熱交換器から利用側冷媒回路へ送られる冷媒の一部を圧縮機構の吸入側に戻すことができる冷媒圧力まで減圧したものを冷却器の冷却源として使用しているため、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路へ送られる冷媒の温度よりも十分に低い温度の冷却源を得ることができる。これにより、熱源側膨張弁において減圧されて利用側冷媒回路へ送られる冷媒を過冷却状態まで冷却することが可能になる。
【００２６】
第３の発明では、熱源側熱交換器が蒸発器として機能する際に、利用側冷媒回路の空調負荷に応じて熱源側膨張弁の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器の蒸発能力を小さくする制御を行い、その結果、熱源側熱交換器内における冷媒の液面が低下しても、熱源側熱交換器内に冷凍機油が溜まり込むことがなくなるため、熱源側熱交換器の蒸発能力を熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することが可能になる。しかも、熱源側熱交換器の凝縮能力の制御の制御幅の制約だけでなく、熱源側熱交換器の蒸発能力の制御の制御幅の制約によって熱源側熱交換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器の単一化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面に基づいて、本発明にかかる空気調和装置の実施形態について説明する。
（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明にかかる一実施形態の空気調和装置１の概略の冷媒回路図である。空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビル等の屋内の冷暖房に使用される装置である。
【００２８】
空気調和装置１は、主として、１台の熱源ユニット２と、複数（本実施形態では、３台）の利用ユニット３、４、５と、各利用ユニット３、４、５に接続される接続ユニット６、７、８と、接続ユニット６、７、８を介して熱源ユニット２と利用ユニット３、４、５とを接続する冷媒連絡配管９、１０、１１とを備えており、例えば、ある空調空間については冷房運転を行いつつ他の空調空間については暖房運転を行う等のように、利用ユニット３、４、５が設置される屋内の空調空間の要求に応じて、冷暖同時運転が可能になるように構成されている。すなわち、本実施形態の空気調和装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路１２は、熱源ユニット２と、利用ユニット３、４、５と、接続ユニット６、７、８と、冷媒連絡配管９、１０、１１とが接続されることによって構成されている。
【００２９】
そして、空気調和装置１の冷媒回路１２には、本実施形態において、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒が使用されている。このような冷媒と冷凍機油との組み合わせとして、例えば、Ｒ４１０Ａとポリオールエステル（ＰＯＥ）との組み合わせがある。ここで、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用するのは、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３（後述）を蒸発器として機能させる場合の冷媒の蒸発温度の最高値が３０℃である点に着目して、この蒸発温度の最高値（すなわち、３０℃）以下の温度範囲において、熱源側熱交換器２３内に溜まった冷凍機油と冷媒とが２層に分離しないようにすることで、熱源側熱交換器２３の下部から冷媒とともに冷凍機油を抜き出して熱源ユニット２の圧縮機構２１（後述）に戻すことができるようにしているためである。
【００３０】
＜利用ユニット＞
利用ユニット３、４、５は、ビル等の屋内の天井に埋め込みや吊り下げ等、又は、屋内の壁面に壁掛け等により設置されている。利用ユニット３、４、５は、冷媒連絡配管９、１０、１１及び接続ユニット６、７、８を介して熱源ユニット２に接続されており、冷媒回路１２の一部を構成している。
【００３１】
次に、利用ユニット３、４、５の構成について説明する。尚、利用ユニット３と利用ユニット４、５とは同様の構成であるため、ここでは、利用ユニット３の構成のみ説明し、利用ユニット４、５の構成については、それぞれ、利用ユニット３の各部を示す３０番台の符号の代わりに４０番台又は５０番台の符号を付して、各部の説明を省略する。
利用ユニット３は、主として、冷媒回路１２の一部を構成しており、利用側冷媒回路１２ａ（利用ユニット４、５では、それぞれ、利用側冷媒回路１２ｂ、１２ｃ）を備えている。この利用側冷媒回路１２ａは、主として、利用側膨張弁３１と、利用側熱交換器３２とを備えている。本実施形態において、利用側膨張弁３１は、利用側冷媒回路１２ａ内を流れる冷媒の流量の調節等を行うために、利用側熱交換器３２の液側に接続された電動膨張弁である。本実施形態において、利用側熱交換器３２は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷媒と屋内空気との熱交換を行うための機器である。本実施形態において、利用ユニット３は、ユニット内に屋内空気を吸入して、熱交換した後に、供給空気として屋内に供給するための送風ファン（図示せず）を備えており、屋内空気と利用側熱交換器３２を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。
【００３２】
また、利用ユニット３には、各種のセンサが設けられている。利用側熱交換器３２の液側には液冷媒の温度を検出する液側温度センサ３３が設けられており、利用側熱交換器３２のガス側にはガス冷媒の温度を検出するガス側温度センサ３４が設けられている。さらに、利用ユニット３には、ユニット内に吸入される屋内空気の温度を検出するＲＡ吸入温度センサ３５が設けられている。また、利用ユニット３は、利用ユニット３を構成する各部の動作を制御する利用側制御部３６を備えている。そして、利用側制御部３６は、利用ユニット３の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリを有しており、リモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行ったり、熱源ユニット２との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
【００３３】
＜熱源ユニット＞
熱源ユニット２は、ビル等の屋上等に設置されており、冷媒連絡配管９、１０、１１を介して利用ユニット３、４、５に接続されており、利用ユニット３、４、５の間で冷媒回路１２を構成している。
次に、熱源ユニット２の構成について説明する。熱源ユニット２は、主として、冷媒回路１２の一部を構成しており、熱源側冷媒回路１２ｄを備えている。この熱源側冷媒回路１０ｄは、主として、圧縮機構２１と、第１切換機構２２と、熱源側熱交換器２３と、
熱源側膨張弁２４と、レシーバ２５と、第２切換機構２６と、液側閉鎖弁２７と、高圧ガス側閉鎖弁２８と、低圧ガス側閉鎖弁２９と、第１油戻し回路１０１と、加圧回路１１１と、冷却器１２１と、冷却回路１２２とを備えている。
【００３４】
圧縮機構２１は、主として、圧縮機２１ａと、圧縮機２１ａの吐出側に接続された油分離器２１ｂと、油分離器２１ｂと圧縮機２１ａの吸入管２１ｃとを接続する第２油戻し回路２１ｄとを有している。圧縮機２１ａは、本実施形態において、インバータ制御により運転容量を可変することが可能な容積式圧縮機である。油分離器２１ｂは、圧縮機２１ａにおいて圧縮されて吐出された高圧のガス冷媒に同伴する冷凍機油を分離する容器である。第２油戻し回路２１ｄは、油分離器２１ｂにおいて分離された冷凍機油を圧縮機２１ａに戻すための回路である。第２油戻し回路２１ｄは、主として、油分離器２１ｂと圧縮機２１ａの吸入管２１ｃとを接続する油戻し管２１ｅと、油戻し管２１ｅに接続された油分離器２１ｂにおいて分離された高圧の冷凍機油を減圧するキャピラリチューブ２１ｆとを有している。キャピラリチューブ２１ｆは、油分離器２１ｂにおいて分離された高圧の冷凍機油を圧縮機２１ａの吸入側の冷媒圧力まで減圧する細管である。本実施形態において、圧縮機構２１は、圧縮機が圧縮機２１ａの１台のみであるが、これに限定されず、利用ユニットの接続台数等に応じて、２台以上の圧縮機が並列に接続されたものであってもよい。
【００３５】
第１切換機構２２は、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させる際（以下、凝縮運転状態とする）には圧縮機構２１の吐出側と熱源側熱交換器２３のガス側とを接続し、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させる際（以下、蒸発運転状態とする）には圧縮機構２１の吸入側と熱源側熱交換器２３のガス側とを接続するように、熱源側冷媒回路１２ｄ内における冷媒の流路を切り換えることが可能な四路切換弁であり、その第１ポート２２ａは圧縮機構２１の吐出側に接続されており、その第２ポート２２ｂは熱源側熱交換器２３のガス側に接続されており、その第３ポート２２ｃは圧縮機構２１の吸入側に接続されており、第４ポート２２ｄはキャピラリチューブ９１を介して圧縮機構２１の吸入側に接続されている。そして、第１切換機構２２は、上述のように、第１ポート２２ａと第２ポート２２ｂとを接続するとともに、第３ポート２２ｃと第４ポート２２ｄとを接続（凝縮運転状態に対応、図１の第１切換機構２２の実線を参照）したり、第２ポート２２ｂと第３ポート２２ｃとを接続するとともに、第１ポート２２ｃと第４ポート２２ｄとを接続（蒸発運転状態に対応、図１の第１切換機構２２の破線を参照）する切り換えを行うことが可能である。
【００３６】
熱源側熱交換器２３は、冷媒の蒸発器及び冷媒の凝縮器として機能させることが可能な熱交換器であり、本実施形態において、水を熱源として冷媒と熱交換するプレート熱交換器である。熱源側熱交換器２３は、そのガス側が第１切換機構２２の第２ポート２２ｂに接続され、その液側が熱源側膨張弁２４に接続されている。熱源側熱交換器２３は、図２に示されるように、プレス加工等によって成形された複数のプレート部材２３ａをパッキン（図示せず）を介して重ね合わせることにより、各プレート部材２３ａ間に上下方向に延びる複数の流路２３ｂ、２３ｃが形成され、これらの複数の流路２３ｂ、２３ｃ内を冷媒と水とが交互に流れる（具体的には、冷媒が流路２３ｂ内を流れて、水が流路２３ｃ内を流れる、図２の矢印Ａ及びＢ参照）ことによって熱交換を行うことができるように構成されている。そして、複数の流路２３ｂは、その上端部及び下端部において、互いが連通されており、熱源側熱交換器２３の上部及び下部に設けられたガス側ノズル２３ｄ及び液側ノズル２３ｅに接続されている。このガス側ノズル２３ｄは第１切換機構２２に接続されており、液側ノズル２３ｅは熱源側膨張弁２４に接続されている。これにより、冷媒は、熱源側熱交換器２３が蒸発器として機能する場合には、液側ノズル２３ｅ（すなわち、下側）から流入してガス側ノズル２３ｄ（すなわち、上側）から流出し、熱源側熱交換器２３が凝縮器として機能する場合には、ガス側ノズル２３ｄ（すなわち、上側）から流入して液側ノズル２３ｅ（すなわち、下側）から流出することになる（図２の矢印Ａ参照）。また、複数の流路２３ｃは、その上端部及び下端部において、互いが連通されており、熱源側熱交換器２３の上部及び下部に設けられた水入口ノズル２３ｆ及び水出口ノズル２３ｇに接続されている。また、熱源としての水は、本実施形態において、空気調和装置１の外部に設置された冷水塔設備やボイラー設備からの水配管（図示せず）を通じて熱源側熱交換器２３の水入口ノズル２３ｆから供給水ＣＷＳとして流入し、冷媒と熱交換を行った後に、水出口ノズル２３ｇから流出して冷水塔設備やボイラー設備に排出水ＣＷＲとして戻されるようになっている。ここで、冷水塔設備やボイラー設備から供給される水は、熱源側熱交換器２３内を流れる冷媒の流量とは関係なく一定量供給されている。
【００３７】
熱源側膨張弁２４は、本実施形態において、液冷媒連絡配管９を介して熱源側熱交換器２３と利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃとの間を流れる冷媒の流量の調節等を行うことが可能な電動膨張弁であり、熱源側熱交換器２３の液側に接続されている。
レシーバ２５は、熱源側熱交換器２３と利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃとの間を流れる冷媒を一時的に溜めるための容器である。レシーバ２５は、本実施形態において、熱源側膨張弁２４と冷却器１２１との間に接続されている。
【００３８】
第２切換機構２６は、熱源ユニット２を冷暖同時機用の熱源ユニットとして使用する場合（図４〜７参照）であって高圧のガス冷媒を利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送る際（以下、暖房負荷要求運転状態とする）には、圧縮機構２１の吐出側と高圧ガス側閉鎖弁２８とを接続し、熱源ユニット２を冷暖切替機用の熱源ユニットとして使用する場合（変形例１、図８〜１０参照、以下、冷暖切替時冷房運転状態とする）にであって冷房運転を行う際には、高圧ガス側閉鎖弁２８と圧縮機構２１の吸入側とを接続するように、熱源側冷媒回路１２ｄ内における冷媒の流路を切り換えることが可能な四路切換弁であり、その第１ポート２６ａは圧縮機構２１の吐出側に接続されており、その第２ポート２６ｂはキャピラリチューブ９２を介して圧縮機構２１の吸入側に接続されており、その第３ポート２６ｃは圧縮機構２１の吸入側に接続されており、その第４ポート２６ｄは高圧ガス側閉鎖弁２８に接続されている。そして、第２切換機構２６は、上述のように、第１ポート２６ａと第２ポート２６ｂとを接続するとともに、第３ポート２６ｃと第４ポート２６ｄとを接続（冷暖切替時冷房運転状態に対応、図１の第２切換機構２６の実線を参照）したり、第２ポート２６ｂと第３ポート２６ｃとを接続するとともに、第１ポート２６ａと第４ポート２６ｄとを接続（暖房負荷要求運転状態に対応、図１の第２切換機構２６の破線を参照）する切り換えを行うことが可能である。
【００３９】
液側閉鎖弁２７、高圧ガス側閉鎖弁２８及び低圧ガス側閉鎖弁２９は、外部の機器・配管（具体的には、冷媒連絡配管９、１０及び１１）との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁２７は、冷却器１２１に接続されている。高圧ガス側閉鎖弁２８は、第２切換機構２６の第４ポート２６ｄに接続されている。低圧ガス側閉鎖弁２９は、圧縮機構２１の吸入側に接続されている。
【００４０】
第１油戻し回路１０１は、蒸発運転状態、すなわち、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させる際に、熱源側熱交換器２３内に溜まった冷凍機油を冷媒とともに圧縮機構２１に戻す回路である。第１油戻し回路１０１は、主として、熱源側熱交換器２３の下部と圧縮機構２１とを接続する油戻し管１０１ａと、油戻し管１０１ａに接続された開閉弁１０１ｂと、逆止弁１０１ｃと、キャピラリチューブ１０１ｄとを有している。油戻し管１０１ａは、一端が熱源側熱交換器２３の下部から冷媒とともに冷凍機油を抜き出すことができるように設けられており、本実施形態においては、図３に示されるように、熱源側熱交換器２３の下部に設けられた液側ノズル２３ｅの管内を通じて熱源側熱交換器２３の冷媒が流れる流路２３ｂ内まで延びる配管である。ここで、熱源側熱交換器２３には、複数の流路２３ｂ間を連通させるために、各プレート部材２３ａに連通孔２３ｈが設けられている（複数の流路２３ｃ間も同様）。このため、油戻し管１０１ａは、複数の流路２３ｂを貫通するように設けられていてもよい（図３の破線で示される油戻し管１０１ａ参照）。また、油戻し管１０１ａの他端は、本実施形態において、圧縮機構２１の吸入側に接続されている。開閉弁１０１ｂは、本実施形態において、必要に応じて第１油戻し回路１０１を使用できるようにするために接続されており、冷媒及び冷凍機油の流通及び遮断が可能な電磁弁である。逆止弁１０１ｃは、冷媒及び冷凍機油が熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１の吸入側に向かって油戻し管１０１ａ内を流れることをのみを許容する弁である。キャピラリチューブ１０１ｄは、熱源側熱交換器２３の下部から抜き出された冷媒及び冷凍機油を圧縮機構２１の吸入側の冷媒圧力まで減圧する細管である。
【００４１】
加圧回路１１１は、凝縮運転状態、すなわち、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させる際に、圧縮機構２１において圧縮された高圧のガス冷媒を、熱源側熱交換器２３において凝縮され熱源側膨張弁２４において減圧された後に利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒に合流させる回路である。加圧回路１１１は、主として、圧縮機構２１の吐出側と熱源側膨張弁２４の下流側（すなわち、熱源側膨張弁２４と液側閉鎖弁２７との間）とを接続する加圧管１１１ａと、加圧管１１１ａに接続された開閉弁１１１ｂと、逆止弁１１１ｃと、キャピラリチューブ１１１ｄとを有している。加圧管１１１ａは、本実施形態において、一端が圧縮機構２１の油分離器２１ｂの出口と第１及び第２切換機構２２、２６の第１ポート２２ａ、２６ａとの間に接続されている。また、加圧管１１１ａの他端は、本実施形態において、熱源側膨張弁２４とレシーバ２５との間に接続されている。開閉弁１１１ｂは、本実施形態において、必要に応じて加圧回路１１１を使用できるようにするために接続されており、冷媒の流通及び遮断が可能な電磁弁である。逆止弁１１１ｃは、冷媒が圧縮機構２１の吐出側から熱源側膨張弁２４の下流側に向かって加圧管１１１ａ内を流れることをのみを許容する弁である。キャピラリチューブ１１１ｄは、圧縮機構２１の吐出側から抜き出された冷媒を熱源側膨張弁２４の下流側の冷媒圧力まで減圧する細管である。
【００４２】
冷却器１２１は、凝縮運転状態、すなわち、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させる際に、熱源側熱交換器２３において凝縮された後に、熱源側膨張弁２４において減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒を冷却する熱交換器である。冷却器１２１は、本実施形態において、レシーバ２５と液側閉鎖弁２７との間に接続されている。言い換えれば、加圧回路１１１は、加圧管１１１ａが熱源側膨張弁２４と冷却器１２１との間に接続されて、高圧のガス冷媒が熱源側膨張弁２４において減圧された冷媒に合流するように接続されている。冷却器１２１としては、例えば、２重管式の熱交換器を用いることが可能である。
【００４３】
冷却回路１２２は、凝縮運転状態、すなわち、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させる際に、熱源側熱交換器２３から利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒の一部を熱源側冷媒回路１２ｄから分岐させて冷却器１２１に導入し、熱源側熱交換器２３において凝縮され熱源側膨張弁２４において減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒を冷却した後、圧縮機構２１の吸入側に戻すように熱源側冷媒回路１２ｄに接続された回路である。冷却回路１２２は、主として、熱源側熱交換器２３から利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒の一部を冷却器１２１に導入する導入管１２２ａと、導入管１２２ａに接続された冷却回路側膨張弁１２２ｂと、冷却器１２１を通過した冷媒を圧縮機構２１の吸入側に戻す導出管１２２ｃとを有している。導入管１２２ａは、本実施形態において、一端がレシーバ２５と冷却器１２１との間との間に接続されている。また、導入管１２２ａの他端は、本実施形態において、冷却器１２１の冷却回路１２２側の入口に接続されている。冷却回路側膨張弁１２２ｂは、本実施形態において、必要に応じて冷却回路１２２を使用できるようにするために接続されており、冷却回路１２２を流れる冷媒の流量を調節することが可能な電動膨張弁である。導出管１２２ｃは、本実施形態において、一端が冷却器１２１の冷却回路１２２側の出口に接続されている。また、導出管１２２ｃは、本実施形態において、他端が圧縮機構２１の吸入側に接続されている。
【００４４】
また、熱源ユニット２には、各種のセンサが設けられている。具体的には、熱源ユニット２は、圧縮機構２１の吸入圧力を検出する吸入圧力センサ９３と、圧縮機構２１の吐出圧力を検出する吐出圧力センサ９４と、圧縮機構２１の吐出側の冷媒の吐出温度を検出する吐出温度センサ９５と、冷却回路１２２の導出管１２２ｃを流れる冷媒の温度を検出する冷却回路出口温度センサ９６とが設けられている。また、熱源ユニット２は、熱源ユニット２を構成する各部の動作を制御する熱源側制御部９７を備えている。そして、熱源側制御部９７は、熱源ユニット２の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリを有しており、利用ユニット３、４、５の利用側制御部３６、４６、５６との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
【００４５】
＜接続ユニット＞
接続ユニット６、７、８は、ビル等の屋内に利用ユニット３、４、５とともに設置されている。接続ユニット６、７、８は、冷媒連絡配管９、１０、１１とともに、利用ユニット３、４、５と熱源ユニット２との間に介在しており、冷媒回路１２の一部を構成している。
【００４６】
次に、接続ユニット６、７、８の構成について説明する。尚、接続ユニット６と接続ユニット７、８とは同様の構成であるため、ここでは、接続ユニット６の構成のみ説明し、接続ユニット７、８の構成については、それぞれ、接続ユニット６の各部を示す６０番台の符号の代わりに７０番台又は８０番台の符号を付して、各部の説明を省略する。
接続ユニット６は、主として、主として、冷媒回路１２の一部を構成しており、接続側冷媒回路１２ｅ（接続ユニット７、８では、それぞれ、接続側冷媒回路１２ｆ、１２ｇ）を備えている。この接続側冷媒回路１２ｅは、主として、液接続管６１と、ガス接続管６２と、高圧ガス開閉弁６６と、低圧ガス開閉弁６７とを有している。本実施形態において、液接続管６１は、液冷媒連絡配管９と利用側冷媒回路１２ａの利用側膨張弁３１とを接続している。ガス接続管６２は、高圧ガス冷媒連絡配管１０に接続された高圧ガス接続管６３と、低圧ガス冷媒連絡配管１１に接続された低圧ガス接続管６４と、高圧ガス接続管６３と低圧ガス接続管６４とを合流させる合流ガス接続管６５とを有している。合流ガス接続管６５は、利用側冷媒回路１２ａの利用側熱交換器３２のガス側に接続されている。そして、高圧ガス開閉弁６６は、本実施形態において、高圧ガス接続管６３に接続されており、冷媒の流通及び遮断が可能な電磁弁である。低圧ガス開閉弁６７は、本実施形態において、低圧ガス接続管６４に接続されており、冷媒の流通及び遮断が可能な電磁弁である。これにより、接続ユニット６は、利用ユニット３が冷房運転を行う際には、高圧ガス開閉弁６６を閉止し、かつ、低圧ガス開閉弁６７を開けた状態にして、液冷媒連絡配管９を通じて液接続管６１に流入する冷媒を利用側冷媒回路１２ａの利用側膨張弁３１に送り、利用側膨張弁３１で減圧され利用側熱交換器３２において蒸発された後に、合流ガス接続管６５及び低圧ガス接続管６４を通じて低圧ガス冷媒連絡配管１１に戻すように機能することができる。また、接続ユニット６は、利用ユニット３が暖房運転を行う際には、低圧ガス開閉弁６７を閉止し、かつ、高圧ガス開閉弁６６を開けた状態にして、高圧ガス冷媒連絡配管１０を通じて高圧ガス接続管６３及び合流ガス接続管６５に流入する冷媒を利用側冷媒回路１２ａの利用側熱交換器３２のガス側に送り、利用側熱交換器３２において凝縮され利用側膨張弁３１で減圧された後に、液接続管６１を通じて液冷媒連絡配管９に戻すように機能することができる。また、接続ユニット６は、接続ユニット６を構成する各部の動作を制御する接続側制御部６８を備えている。そして、接続側制御部６８は、接続ユニット６の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリを有しており、利用ユニット３の利用側制御部３６との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
【００４７】
以上のように、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、熱源側冷媒回路１２ｄと、冷媒連絡配管９、１０、１１と、接続側冷媒回路１２ｅ、１２ｆ、１２ｇとが接続されて、空気調和装置１の冷媒回路１２が構成されている。そして、本実施形態の空気調和装置１では、例えば、利用ユニット３、４が冷房運転を行いつつ、利用ユニット５が暖房運転を行う等の、いわゆる、冷暖同時運転を行うことが可能になっている。
【００４８】
そして、本実施形態の空気調和装置１では、後述のように、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させる際に、第１油戻し回路１０１を用いることによって、熱源側熱交換器２３の蒸発能力を熱源側膨張弁２４によって制御する際の制御幅が拡大されており、単一の熱源側熱交換器２３によって広範囲の蒸発能力の制御幅を得ることができるようになっている。また、空気調和装置１では、後述のように、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させる際に、加圧回路１１１及び冷却器１２１を用いることによって、熱源側熱交換器２３の凝縮能力を熱源側膨張弁２４によって制御する際の制御幅が拡大されており、単一の熱源側熱交換器２３によって広範囲の凝縮能力の制御幅を得ることができるようになっている。これにより、本実施形態の空気調和装置１では、従来の空気調和装置において、複数台設けられていた熱源側熱交換器の単一化が実現されている。
【００４９】
（２）空気調和装置の動作
次に、本実施形態の空気調和装置１の動作について説明する。
本実施形態の空気調和装置１の運転モードは、各利用ユニット３、４、５の空調負荷に応じて、利用ユニット３、４、５の全て暖房運転を行う暖房運転モードと、利用ユニット３、４、５の全てが冷房運転を行う冷房運転モードと、利用ユニット３、４、５の一部が冷房運転を行いつつ他の利用ユニットが暖房運転を行う冷暖房同時運転モードとに分けることができる。また、冷暖同時運転モードについては、利用ユニット３、４、５全体の空調負荷により、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させて運転している場合（蒸発運転状態）と、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させて運転している場合（凝縮運転状態）とに運転モードを分けることができる。
【００５０】
以下、空気調和装置１の４つの運転モードにおける動作について説明する。
＜暖房運転モード＞
利用ユニット３、４、５の全てを暖房運転する際、空気調和装置１の冷媒回路１２は、図４に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図４の冷媒回路１２に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１２ｄにおいては、第１切換機構２２を蒸発運転状態（図４の第１切換機構２２の破線で示された状態）に切り換え、第２切換機構２６を暖房負荷要求運転状態（図４の第２切換機構２６の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させるとともに、高圧ガス冷媒連絡配管１０を通じて利用ユニット３、４、５に圧縮機構２１において圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を供給できるようになっている。また、熱源側膨張弁２４は、冷媒を減圧するように開度調節されている。尚、加圧回路１１１の開閉弁１１１ｂ及び冷却回路１２２の冷却回路側膨張弁１２２ｂは閉止されており、熱源側膨張弁２４とレシーバ２５との間を流れる冷媒に高圧のガス冷媒を合流させたり、冷却器１２１への冷熱源の供給を遮断してレシーバ２５と利用ユニット３、４、５との間を流れる冷媒を冷却しない状態になっている。接続ユニット６、７、８においては、低圧ガス開閉弁６７、７７、８７を閉止するとともに高圧ガス開閉弁６６、７６、８６を開けることによって、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２を凝縮器として機能させる状態になっている。利用ユニット３、４、５においては、利用側膨張弁３１、４１、５１は、例えば、利用側熱交換器３２、４２、５２の過冷却度（具体的には、液側温度センサ３３、４３、５３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ３４、４４、５４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、各利用ユニットの暖房負荷に応じて開度調節されている。
【００５１】
このような冷媒回路１２の構成において、圧縮機構２１の圧縮機２１ａで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、油分離器２１ｂにおいて、高圧のガス冷媒中に同伴する冷凍機油の大部分が分離されて第２切換機構２６に送られる。そして、油分離器２１ｂにおいて分離された冷凍機油は、第２油戻し回路２１ｄを通じて圧縮機２１ａの吸入側に戻される。第２切換機構２６に送られた高圧のガス冷媒は、第２切換機構２６の第１ポート２６ａ及び第４ポート２６ｄと高圧ガス側閉鎖弁２８とを通じて、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られる。
【００５２】
そして、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られた高圧のガス冷媒は、３つに分岐されて、各接続ユニット６、７、８の高圧ガス接続管６３、７３、８３に送られる。接続ユニット６、７、８の高圧ガス接続管６３、７３、８３に送られた高圧のガス冷媒は、高圧ガス開閉弁６６、７６、８６及び合流ガス接続管６５、７５、８５を通じて、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２に送られる。
【００５３】
そして、利用側熱交換器３２、４２、５２に送られた高圧のガス冷媒は、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２において、屋内空気と熱交換を行うことによって凝縮される。一方、屋内の空気は、加熱されて屋内に供給される。利用側熱交換器３２、４２、５２において凝縮された冷媒は、利用側膨張弁３１、４１、５１を通過した後、接続ユニット６、７、８の液接続管６１、７１、８１に送られる。
【００５４】
そして、液接続管６１、７１、８１に送られた冷媒は、液冷媒連絡配管９に送られて合流する。
そして、液冷媒連絡配管９に送られて合流した冷媒は、熱源ユニット２の液側閉鎖弁２７及び冷却器１２１を通じて、レシーバ２５に送られる。レシーバ２５に送られた冷媒は、レシーバ２５内に一時的に溜められた後、熱源側膨張弁２４によって減圧される。そして、熱源側膨張弁２４によって減圧された冷媒は、熱源側熱交換器２３において、熱源としての水と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒になり、第１切換機構２２に送られる。そして、第１切換機構２２に送られた低圧のガス冷媒は、第１切換機構２２の第２ポート２２ｂ及び第３ポート２２ｃを通じて、圧縮機構２１の吸入側に戻される。このようにして、暖房運転モードにおける動作が行われている。
【００５５】
このとき、各利用ユニット３、４、５の暖房負荷が非常に小さくなる場合がある。このような場合には、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３における冷媒の蒸発能力を小さくして、利用ユニット３、４、５全体の暖房負荷（すなわち、利用側熱交換器３２、４２、５２の凝縮負荷）とバランスさせなければならない。このため、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行うことで熱源側熱交換器２３における冷媒の蒸発量を少なくする制御を行うようにしている。このような熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行うと、熱源側熱交換器２３内における冷媒の液面が低下することになる。すると、本実施形態の熱源側熱交換器２３のように、冷媒の蒸発器として機能する際に冷媒が下側から流入して上側から流出するように構成された熱交換器（図２及び図３参照）では、蒸発された冷媒とともに冷凍機油が同伴して排出されにくくなり、冷凍機油の溜まり込みが生じやすくなる。
【００５６】
しかし、本実施形態の空気調和装置１では、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用するとともに、第１油戻し回路１０１を設けている。そして、この第１油戻し回路１０１の開閉弁１０１ｂは、暖房運転モードの場合（すなわち、第１切換機構２２が蒸発運転状態になっている場合）に、開けられており、油戻し管１０１ａを通じて熱源側熱交換器２３内から冷凍機油を熱源側熱交換器２３の下部から冷媒とともに抜き出して圧縮機構２１に戻すことができるようになっている。このため、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行うことによって熱源側熱交換器２３内における冷媒の液面が低下して、蒸発された冷媒とともに冷凍機油が同伴して排出されにくい状態になっているにもかかわらず、熱源側熱交換器２３内における冷凍機油の溜まり込みを防ぐことができるようになっている。
【００５７】
尚、開閉弁１０１ｂは、熱源側熱交換器２３が凝縮器として機能する場合に開けていると、熱源側熱交換器２３において凝縮された冷媒の一部が圧縮機構２１に戻されることになり、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒量が減少してしまうため、第１切換機構２２が凝縮運転状態になっている場合には閉止し、第１切換機構２２が蒸発運転状態になっている場合に開けるようにすることが望ましい。さらに、第１切換機構２２が蒸発運転状態になっている場合において、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行うことによって熱源側熱交換器２３内における冷媒の液面が低下して、蒸発された冷媒とともに冷凍機油が同伴して排出されにくい状態になっている場合にのみ開けるようにしてもよい。例えば、開閉弁１０１ｂを開ける条件として、第１切換機構２２が蒸発運転状態であることに加えて、熱源側膨張弁２４が所定開度以下であることを加えることができる。この所定開度は、熱源側熱交換器２３内における冷媒の液面が低下して、蒸発された冷媒とともに冷凍機油が同伴して排出されにくい状態となる熱源側膨張弁２４の開度を実験的に見い出し、この実験的に見い出された開度に基づいて決定される。
【００５８】
＜冷房運転モード＞
利用ユニット３、４、５の全てを冷房運転する際、空気調和装置１の冷媒回路１２は、図５に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図５の冷媒回路１２に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１２ｄにおいては、第１切換機構２２を凝縮運転状態（図５の第１切換機構２２の実線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させるようになっている。また、熱源側膨張弁２４は、開けられた状態になっている。尚、第１油戻し回路１０１の開閉弁１０１ｂは閉止されており、熱源側熱交換器２３の下部から冷媒とともに冷凍機油を抜き出して圧縮機構２１に戻す動作を行わないようにしている。接続ユニット６、７、８においては、高圧ガス開閉弁６６、７６、８６を閉止するとともに低圧ガス開閉弁６７、７７、８７を開けることによって、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２を蒸発器として機能させるとともに、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２と熱源ユニット２の圧縮機構２１の吸入側とが低圧ガス冷媒連絡配管１１を介して接続された状態になっている。利用ユニット３、４、５においては、利用側膨張弁３１、４１、５１は、例えば、利用側熱交換器３２、４２、５２の過熱度（具体的には、液側温度センサ３３、４３、５３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ３４、４４、５４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、各利用ユニットの冷房負荷に応じて開度調節されている。
【００５９】
このような冷媒回路１２の構成において、圧縮機構２１の圧縮機２１ａで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、油分離器２１ｂにおいて、高圧のガス冷媒中に同伴する冷凍機油の大部分が分離されて第１切換機構２２に送られる。そして、油分離器２１ｂにおいて分離された冷凍機油は、第２油戻し回路２１ｄを通じて圧縮機２１ａの吸入側に戻される。そして、第１切換機構２２に送られた高圧のガス冷媒は、第１切換機構２２の第１ポート２２ａ及び第２ポート２２ｂを通じて、熱源側熱交換器２３に送られる。そして、熱源側熱交換器２３に送られた高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器２３において、熱源としての水と熱交換を行うことによって凝縮される。そして、熱源側熱交換器２３において凝縮された冷媒は、熱源側膨張弁２４を通過した後、加圧回路１１１通じて圧縮機構２１で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒が合流し（詳細は後述）、レシーバ２５に送られる。そして、レシーバ２５に送られた冷媒は、レシーバ２５内に一時的に溜められた後、冷却器１２１に送られる。そして、冷却器１２１に送られた冷媒は、冷却回路１２２を流れる冷媒と熱交換を行うことによって冷却される（詳細は後述）。そして、冷却器１２１において冷却された冷媒は、液側閉鎖弁２７を通じて、液冷媒連絡配管９に送られる。
【００６０】
そして、液冷媒連絡配管９に送られた冷媒は、３つに分岐されて、各接続ユニット６、７、８の液接続管６１、７１、８１に送られる。そして、接続ユニット６、７、８の液接続管６１、７１、８１に送られた冷媒は、利用ユニット３、４、５の利用側膨張弁３１、４１、５１に送られる。
そして、利用側膨張弁３１、４１、５１に送られた冷媒は、利用側膨張弁３１、４１、５１によって減圧された後、利用側熱交換器３２、４２、５２において、屋内空気と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒となる。一方、屋内の空気は、冷却されて屋内に供給される。そして、低圧のガス冷媒は、接続ユニット６、７、８の合流ガス接続管６５、７５、８５に送られる。
【００６１】
そして、合流ガス接続管６５、７５、８５に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス開閉弁６７、７７、８７及び低圧ガス接続管６４、７４、８４を通じて、低圧ガス冷媒連絡配管１１に送られて合流する。
そして、低圧ガス冷媒連絡配管１１に送られて合流した低圧のガス冷媒は、低圧ガス側閉鎖弁２９を通じて、圧縮機構２１の吸入側に戻される。このようにして、冷房運転モードにおける動作が行われている。
【００６２】
このとき、各利用ユニット３、４、５の冷房負荷が非常に小さくなる場合がある。このような場合には、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３における冷媒の凝縮能力を小さくして、利用ユニット３、４、５全体の冷房負荷（すなわち、利用側熱交換器３２、４２、５２の蒸発負荷）とバランスさせなければならない。このため、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行うことで熱源側熱交換器２３における冷媒の凝縮量を少なくする制御を行うようにしている。このような熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行うと、熱源側熱交換器２３内に溜まる液冷媒の量が増加して実質的な伝熱面積を減少することで凝縮能力が小さくなる。しかし、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行うと、熱源側膨張弁２４の下流側（具体的には、熱源側膨張弁２４と利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃとの間）の冷媒圧力が低下する傾向となって安定せず、熱源側冷媒回路１２ｄの凝縮能力を小さくする制御を安定的に行うことが困難になる傾向にある。
【００６３】
これに対して、本実施形態の空気調和装置１では、圧縮機構２１で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を、熱源側膨張弁２４において減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒に合流させる加圧回路１１１を設けている。そして、この加圧回路１１１の開閉弁１１１ｂは、冷房運転モードの場合（すなわち、第１切換機構２２が凝縮運転状態になっている場合）に、開けられており、加圧管１１１ａを通じて圧縮機構２１の吐出側から熱源側膨張弁２４の下流側に合流させることができるようになっている。このため、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行いつつ、熱源側膨張弁２４の下流側に加圧回路１１１を通じて高圧のガス冷媒を合流させることによって、熱源側膨張弁２４の下流側の冷媒の圧力を高くすることができるようになっている。しかし、加圧回路１１１を通じて高圧のガス冷媒を熱源側膨張弁２４の下流側に合流させるだけでは、高圧のガス冷媒が合流されることにより、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒がガス分率の大きな気液二相流となってしまい、液冷媒連絡配管９から各利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに冷媒を分岐する際に、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃ間で偏流が生じてしまう。
【００６４】
これに対して、本実施形態の空気調和装置１では、冷却器１２１を熱源側膨張弁２４の下流側にさらに設けている。このため、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行いつつ、熱源側膨張弁２４の下流側に加圧回路１１１を通じて高圧のガス冷媒を合流させることによって、熱源側膨張弁２４の下流側の冷媒圧力を高くする制御を行うとともに、熱源側膨張弁２４によって減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒を、冷却器１２１によって冷却するようにしているため、ガス冷媒を凝縮させることができて、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃにガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくても済むようになっている。また、本実施形態の空気調和装置１においては、加圧管１１１ａは、熱源側膨張弁２４とレシーバ２５との間に接続されているため、熱源側膨張弁２４の下流側の冷媒に高圧のガス冷媒が合流し、高圧のガス冷媒が合流されて温度が高くなった冷媒を冷却器１２１によって冷却するようになっている。このため、冷却器１２１において冷媒を冷却するための冷熱源として、低温の冷熱源を使用する必要がなく、比較的高温の冷熱源を使用することができる。しかも、本実施形態の空気調和装置１においては、冷却回路１２２が設けられており、熱源側熱交換器２３から利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒の一部を圧縮機構２１の吸入側に戻すことができる冷媒圧力まで減圧し、この冷媒を冷却器１２１の冷却源として使用しているため、熱源側膨張弁２４において減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒の温度よりも十分に低い温度の冷却源を得ることができる。このため、熱源側膨張弁２４において減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒を過冷却状態まで冷却することが可能になっている。そして、冷却回路１２２の冷却回路側膨張弁１２２ｂは、例えば、冷却器１２１の過熱度（冷却回路１２２の導出管１２２ｃに設けられた冷却回路出口温度センサ９６によって検出される冷媒温度より演算）に基づいて開度調節する等、熱源側膨張弁２４の下流側から利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒の流量や温度に応じて開度調節されている。
【００６５】
＜冷暖同時運転モード（蒸発負荷）＞
利用ユニット３、４、５のうち、例えば、利用ユニット３を冷房運転し、かつ、利用ユニット４、５を暖房運転する冷暖同時運転モードであって、利用ユニット３、４、５全体の空調負荷に応じて、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させて運転している際（蒸発運転状態）の動作について説明する。この際、空気調和装置１の冷媒回路１２は、図６に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図６の冷媒回路１２に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１２ｄにおいては、上述の暖房運転モードと同様に、第１切換機構２２を蒸発運転状態（図６の第１切換機構２２の破線で示された状態）に切り換え、第２切換機構２６を暖房負荷要求運転状態（図６の第２切換機構２６の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させるとともに、高圧ガス冷媒連絡配管１０を通じて利用ユニット４、５に圧縮機構２１において圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を供給できるようになっている。また、熱源側膨張弁２４は、冷媒を減圧するように開度調節されている。尚、加圧回路１１１の開閉弁１１１ｂ及び冷却回路１２２の冷却回路側膨張弁１２２ｂは閉止されており、熱源側膨張弁２４とレシーバ２５との間を流れる冷媒に高圧のガス冷媒を合流させたり、冷却器１２１への冷熱源の供給を遮断してレシーバ２５と利用ユニット３、４、５との間を流れる冷媒を冷却しない状態になっている。接続ユニット６においては、高圧ガス開閉弁６６を閉止するとともに低圧ガス開閉弁６７を開けることによって、利用ユニット３の利用側熱交換器３２を蒸発器として機能させるとともに、利用ユニット３の利用側熱交換器３２と熱源ユニット２の圧縮機構２１の吸入側とが低圧ガス冷媒連絡配管１１を介して接続された状態になっている。利用ユニット３においては、利用側膨張弁３１は、例えば、利用側熱交換器３２の過熱度（具体的には、液側温度センサ３３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ３４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、利用ユニットの冷房負荷に応じて開度調節されている。接続ユニット７、８においては、低圧ガス開閉弁７７、８７を閉止するとともに高圧ガス開閉弁７６、８６を開けることによって、利用ユニット４、５の利用側熱交換器４２、５２を凝縮器として機能させるようにしている。利用ユニット４、５においては、利用側膨張弁４１、５１は、例えば、利用側熱交換器４２、５２の過冷却度（具体的には、液側温度センサ４３、５３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ４４、５４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、各利用ユニットの暖房負荷に応じて開度調節されている。
【００６６】
このような冷媒回路１２の構成において、圧縮機構２１の圧縮機２１ａで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、油分離器２１ｂにおいて、高圧のガス冷媒中に同伴する冷凍機油の大部分が分離されて第２切換機構２６に送られる。そして、油分離器２１ｂにおいて分離された冷凍機油は、第２油戻し回路２１ｄを通じて圧縮機２１ａの吸入側に戻される。第２切換機構２６に送られた高圧のガス冷媒は、第２切換機構２６の第１ポート２６ａ及び第４ポート２６ｄと、高圧ガス側閉鎖弁２８とを通じて、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られる。
【００６７】
そして、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られた高圧のガス冷媒は、２つに分岐されて、各接続ユニット７、８の高圧ガス接続管７３、８３に送られる。接続ユニット７、８の高圧ガス接続管７３、８３に送られた高圧のガス冷媒は、高圧ガス開閉弁７６、８６及び合流ガス接続管７５、８５を通じて利用ユニット４、５の利用側熱交換器４２、５２に送られる。
【００６８】
そして、利用側熱交換器４２、５２に送られた高圧のガス冷媒は、利用ユニット４、５の利用側熱交換器４２、５２において、屋内空気と熱交換を行うことによって凝縮される。一方、屋内の空気は、加熱されて屋内に供給される。利用側熱交換器４２、５２において凝縮された冷媒は、利用側膨張弁４１、５１を通過した後、接続ユニット７、８の液接続管７１、８１に送られる。
【００６９】
そして、液接続管７１、８１に送られた冷媒は、液冷媒連絡配管９に送られて合流する。
そして、液冷媒連絡配管９に送られて合流した冷媒の一部は、接続ユニット６の液接続管６１に送られる。そして、接続ユニット６の液接続管６１に送られた冷媒は、利用ユニット３の利用側膨張弁３１に送られる。
【００７０】
そして、利用側膨張弁３１に送られた冷媒は、利用側膨張弁３１によって減圧された後、利用側熱交換器３２において、屋内空気と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒となる。一方、屋内の空気は、冷却されて屋内に供給される。そして、低圧のガス冷媒は、接続ユニット６の合流ガス接続管６５に送られる。
そして、合流ガス接続管６５に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス開閉弁６７及び低圧ガス接続管６４を通じて、低圧ガス冷媒連絡配管１１に送られて合流する。
【００７１】
そして、低圧ガス冷媒連絡配管１１に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス側閉鎖弁２９を通じて、圧縮機構２１の吸入側に戻される。
一方、液冷媒連絡配管９から接続ユニット６及び利用ユニット３に送られた冷媒を除いた残りの冷媒は、熱源ユニット２の液側閉鎖弁２７及び冷却器１２１を通じてレシーバ２５に送られる。レシーバ２５に送られた冷媒は、レシーバ２５内に一時的に溜められた後、熱源側膨張弁２４によって減圧される。そして、熱源側膨張弁２４によって減圧された冷媒は、熱源側熱交換器２３において、熱源としての水と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒になり、第１切換機構２２に送られる。そして、第１切換機構２２に送られた低圧のガス冷媒は、第１切換機構２２の第２ポート２２ｂ及び第３ポート２２ｃを通じて、圧縮機構２１の吸入側に戻される。このようにして、冷暖同時運転モード（蒸発負荷）における動作が行われている。
【００７２】
このとき、各利用ユニット３、４、５全体の空調負荷に応じて、熱源側熱交換器２３としては、蒸発負荷が必要であるが、その大きさが非常に小さくなる場合がある。このような場合には、上述の暖房運転モードと同様に、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３における冷媒の蒸発能力を小さくして、利用ユニット３、４、５全体の空調負荷とバランスさせなければならない。特に、このような冷暖同時運転モードにおいては、利用ユニット３の冷房負荷と、利用ユニット４、５の暖房負荷とがほぼ同程度の負荷になる場合があり、このような場合には、熱源側熱交換器２３の蒸発負荷を非常に小さくしなければならない。
しかし、本実施形態の空気調和装置１では、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用するとともに、第１油戻し回路１０１を設けているため、上述の暖房運転モードの動作説明において述べたように、熱源側熱交換器２３内における冷凍機油の溜まり込みを防ぐことができるようになっている。
【００７３】
＜冷暖同時運転モード（凝縮負荷）＞
利用ユニット３、４、５のうち、例えば、利用ユニット３、４を冷房運転し、かつ、利用ユニット５を暖房運転する冷暖同時運転モードであって、利用ユニット３、４、５全体の空調負荷に応じて、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させて運転している際（凝縮運転状態）の動作について説明する。この際、空気調和装置１の冷媒回路１２は、図７に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図７の冷媒回路１２に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１２ｄにおいては、第１切換機構２２を凝縮運転状態（図７の第１切換機構２２の実線で示された状態）に切り換え、第２切換機構２６を暖房負荷要求運転状態（図７の第２切換機構２６の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させるとともに、高圧ガス冷媒連絡配管１０を通じて利用ユニット５に圧縮機構２１において圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を供給できるようになっている。また、熱源側膨張弁２４は、開けられた状態になっている。尚、第１油戻し回路１０１の開閉弁１０１ｂは閉止されており、熱源側熱交換器２３の下部から冷媒とともに冷凍機油を抜き出して圧縮機構２１に戻す動作を行わない状態になっている。接続ユニット６、７においては、高圧ガス開閉弁６６、７６を閉止するとともに低圧ガス開閉弁６７、７７を開けることによって、利用ユニット３、４の利用側熱交換器３２、４２を蒸発器として機能させるとともに、利用ユニット３、４の利用側熱交換器３２、４２と熱源ユニット２の圧縮機構２１の吸入側とが低圧ガス冷媒連絡配管１１を介して接続された状態になっている。利用ユニット３、４においては、利用側膨張弁３１、４１は、例えば、利用側熱交換器３２、４２の過熱度（具体的には、液側温度センサ３３、４３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ３４、４４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、各利用ユニットの冷房負荷に応じて開度調節されている。接続ユニット８においては、低圧ガス開閉弁８７を閉止するとともに高圧ガス開閉弁８６を開けることによって、利用ユニット５の利用側熱交換器５２を凝縮器として機能させるようにしている。利用ユニット５においては、利用側膨張弁５１は、例えば、利用側熱交換器５２の過冷却度（具体的には、液側温度センサ５３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ５４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、利用ユニットの暖房負荷に応じて開度調節されている。
【００７４】
このような冷媒回路１２の構成において、圧縮機構２１の圧縮機２１ａで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、油分離器２１ｂにおいて、高圧のガス冷媒中に同伴する冷凍機油の大部分が分離されて第１切換機構２２及び第２切換機構２６に送られる。そして、油分離器２１ｂにおいて分離された冷凍機油は、第２油戻し回路２１ｄを通じて圧縮機２１ａの吸入側に戻される。そして、圧縮機構２１で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒のうち第１切換機構２２に送られた高圧のガス冷媒は、第１切換機構２２の第１ポート２２ａ及び第２ポート２２ｂを通じて、熱源側熱交換器２３に送られる。そして、熱源側熱交換器２３に送られた高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器２３において、熱源としての水と熱交換を行うことによって凝縮される。そして、熱源側熱交換器２３において凝縮された冷媒は、熱源側膨張弁２４を通過した後、加圧回路１１１通じて圧縮機構２１で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒が合流し（詳細は後述）、レシーバ２５に送られる。そして、レシーバ２５に送られた冷媒は、レシーバ２５内に一時的に溜められた後、冷却器１２１に送られる。そして、冷却器１２１に送られた冷媒は、冷却回路１２２を流れる冷媒と熱交換を行うことによって冷却される（詳細は後述）。そして、冷却器１２１において冷却された冷媒は、液側閉鎖弁２７を通じて、液冷媒連絡配管９に送られる。
【００７５】
一方、圧縮機構２１で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒のうち第２切換機構２６に送られた高圧のガス冷媒は、第２切換機構２６の第１ポート２６ａ及び第４ポート２６ｄと、高圧ガス側閉鎖弁２８とを通じて、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られる。
そして、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られた高圧のガス冷媒は、接続ユニット８の高圧ガス接続管８３に送られる。接続ユニット８の高圧ガス接続管８３に送られた高圧のガス冷媒は、高圧ガス開閉弁８６及び合流ガス接続管８５を通じて利用ユニット５の利用側熱交換器５２に送られる。
【００７６】
そして、利用側熱交換器５２に送られた高圧のガス冷媒は、利用ユニット５の利用側熱交換器５２において、屋内空気と熱交換を行うことによって凝縮される。一方、屋内の空気は、加熱されて屋内に供給される。利用側熱交換器５２において凝縮された冷媒は、利用側膨張弁５１を通過した後、接続ユニット８の液接続管８１に送られる。
そして、液接続管８１に送られた冷媒は、液冷媒連絡配管９に送られて、第１切換機構２２、熱源側熱交換器２３、熱源側膨張弁２４、レシーバ２５、冷却器１２１及び液側閉鎖弁２７を通じて液冷媒連絡配管９に送られた冷媒に合流される。
【００７７】
そして、この液冷媒連絡配管９を流れる冷媒は、２つに分岐されて、各接続ユニット６、７の液接続管６１、７１に送られる。そして、接続ユニット６、７の液接続管６１、７１に送られた冷媒は、利用ユニット３、４の利用側膨張弁３１、４１に送られる。
そして、利用側膨張弁３１、４１に送られた冷媒は、利用側膨張弁３１、４１によって減圧された後、利用側熱交換器３２、４２において、屋内空気と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒となる。一方、屋内の空気は、冷却されて屋内に供給される。そして、低圧のガス冷媒は、接続ユニット６、７の合流ガス接続管６５、７５に送られる。
【００７８】
そして、合流ガス接続管６５、７５に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス開閉弁６７、７７及び低圧ガス接続管６４、７４を通じて、低圧ガス冷媒連絡配管１１に送られて合流する。
そして、低圧ガス冷媒連絡配管１１に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス側閉鎖弁２９を通じて、圧縮機構２１の吸入側に戻される。このようにして、冷暖同時運転モード（凝縮負荷）における動作が行われている。
【００７９】
このとき、各利用ユニット３、４、５全体の空調負荷に応じて、熱源側熱交換器２３としては、凝縮負荷が必要であるが、その大きさが非常に小さくなる場合がある。このような場合には、上述の冷房運転モードと同様に、熱源ユニット２の熱源側熱交換器２３における冷媒の凝縮能力を小さくして、利用ユニット３、４、５全体の空調負荷とバランスさせなければならない。特に、このような冷暖同時運転モードにおいては、利用ユニット３、４の冷房負荷と、利用ユニット５の暖房負荷とがほぼ同程度の負荷になる場合があり、このような場合には、熱源側熱交換器２３の凝縮負荷を非常に小さくしなければならない。
【００８０】
しかし、本実施形態の空気調和装置１では、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行いつつ、熱源側膨張弁２４の下流側に加圧回路１１１を通じて高圧のガス冷媒を合流させることによって、熱源側膨張弁２４の下流側の冷媒の圧力を高くする制御を行うとともに、熱源側膨張弁２４によって減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂに送られる冷媒を、冷却器１２１によって冷却するようにしているため、ガス冷媒を凝縮させることができて、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂにガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくても済むようになっている。
【００８１】
（３）空気調和装置の特徴
本実施形態の空気調和装置１には、以下のような特徴がある。
（Ａ）
本実施形態の空気調和装置１では、蒸発器として機能する際には冷媒が下側から流入して上側から流出するように構成された熱源側熱交換器２３を有する熱源側冷媒回路１２ｄと、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃとが接続されて構成される冷媒回路１２を備えており、この冷媒回路１２に使用される冷凍機油及び冷媒として、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用している。ここで、熱源側熱交換器２３における冷媒の蒸発温度は、熱源として水や空気を熱源とする場合には、３０℃以下の温度である。このため、空気調和装置１において、冷凍機油は、熱源側熱交換器２３内における冷媒の液面に浮いた状態で溜まるのではなく、冷媒と混合した状態で熱源側熱交換器２３内に溜まることになる。そして、熱源側熱交換器２３内に溜まった冷凍機油は、熱源側熱交換器２３の下部に接続された第１油戻し回路１０１によって、冷媒とともに圧縮機構２１の吸入側に戻されるようになっている。このため、従来の空気調和装置のように、熱源側熱交換器内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐために、熱源側熱交換器内の冷媒の液面を一定以上のレベルになるように維持する必要がなくなる。
【００８２】
これにより、空気調和装置１では、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃの空調負荷に応じて熱源側膨張弁２４の開度を小さくすることによって、熱源側熱交換器２３の蒸発能力を小さくする制御を行い、その結果、熱源側熱交換器２３内における冷媒の液面が低下しても、熱源側熱交換器２３内に冷凍機油が溜まり込むことがなくなるため、熱源側熱交換器２３の蒸発能力を熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することが可能になる。
【００８３】
そして、空気調和装置１では、従来の空気調和装置のように、熱源側熱交換器を複数設けて、熱源側熱交換器を蒸発器として機能させる場合に、複数の熱源側膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交換器の台数を減らすことによって蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行う必要がなくなるため、単一の熱源側熱交換器によって広範囲の蒸発能力の制御幅を得ることができるようになる。
【００８４】
これにより、熱源側熱交換器の蒸発能力の制御の制御幅の制約によって熱源側熱交換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器の単一化が可能となるため、従来の空気調和装置において複数の熱源側熱交換器を設置することにより発生していた部品点数の増加及びコストアップを防ぎ、また、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させて蒸発能力を小さくする場合に熱源側熱交換器で凝縮される冷媒量の分だけ圧縮機構において圧縮される冷媒量が増加して利用側冷媒回路の空調負荷が小さい運転条件におけるＣＯＰが悪くなるという問題を解消することができる。
【００８５】
（Ｂ）
本実施形態の空気調和装置１では、第１油戻し回路１０１に開閉弁１０１ｂを設けるとともに、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させる場合には開閉弁１０１ｂを閉止した状態で運転することによって、熱源側熱交換器２３において凝縮された後に利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒量が減少するのを防ぐことができる。
【００８６】
また、空気調和装置１では、熱源側熱交換器２３内の冷媒の液面が冷凍機油の溜まり込みのない一定以上のレベルまでは、第１油戻し回路１０１を使用する必要がないため、熱源側熱交換器２３内に冷凍機油の溜まり込みが生じうる冷媒の液面に対応する熱源側膨張弁２４の開度を所定開度として設定し、熱源側膨張弁２４の開度がこの所定開度以下になった場合にのみ開閉弁１０１ｂを開けて運転することによって、熱源側熱交換器２３において蒸発されることなく圧縮機構２１に送られる冷媒量が増加するのを防ぐことができる。
【００８７】
（Ｃ）
本実施形態の空気調和装置１では、熱源側熱交換器２３としてプレート式熱交換器を使用しており、その構造上、熱源側熱交換器２３内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐために冷媒の液面の上に浮いた状態で溜まった冷凍機油を冷媒の液面付近から抜き出すことが困難である。しかし、本実施形態の空気調和装置１においては、冷凍機油が冷媒と混合した状態で熱源側熱交換器２３内に溜まり、熱源側熱交換器２３内に溜まった冷凍機油を冷媒とともに熱源側熱交換器２３の下部から抜き出すだけでよいため、プレート式熱交換器を使用する場合であっても、第１油戻し回路１０１の設置が容易である。
【００８８】
（Ｄ）
本実施形態の空気調和装置１では、凝縮器として機能する熱源側熱交換器２３において凝縮された冷媒が熱源側膨張弁２４によって減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる際に、加圧回路１１１から高圧のガス冷媒が合流して加圧されて、熱源側膨張弁２４の下流側の冷媒圧力が高くなる。ここで、従来の空気調和装置のように高圧のガス冷媒が合流させるだけでは、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒がガス分率の大きな気液二相流となってしまい、結果的に、熱源側膨張弁２４の開度を十分に小さくすることができないが、空気調和装置１においては、熱源側膨張弁２４によって減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒を、冷却器１２１によって冷却するようにしているため、ガス冷媒を凝縮させることができて、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃにガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくても済むようになる。
【００８９】
これにより、空気調和装置１では、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃの空調負荷に応じて熱源側膨張弁２４の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器２３の凝縮能力を小さくする制御を行うとともに加圧回路１１１によって高圧のガス冷媒を合流させて加圧する制御を行っても、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃにガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくて済むようになるため、熱源側熱交換器２３の蒸発能力を熱源側膨張弁２４によって制御する際の制御幅を拡大することが可能になる。
【００９０】
そして、空気調和装置１では、従来の空気調和装置のように、熱源側熱交換器を複数設けて、熱源側熱交換器を凝縮器として機能させる場合に、複数の熱源側膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交換器の台数を減らすことによって蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行う必要がなくなるため、単一の熱源側熱交換器によって広範囲の凝縮能力の制御幅を得ることができるようになる。
【００９１】
これにより、熱源側熱交換器の凝縮能力の制御の制御幅の制約によって熱源側熱交換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器の単一化が可能となるため、従来の空気調和装置において複数の熱源側熱交換器を設置することにより発生していた部品点数の増加及びコストアップを防ぎ、また、複数の熱源側熱交換器の一部を蒸発器として機能させて凝縮能力を小さくする場合に熱源側熱交換器で凝縮される冷媒量の分だけ圧縮機構において圧縮される冷媒量が増加して利用側冷媒回路の空調負荷が小さい運転条件におけるＣＯＰが悪くなるという問題を解消することができる。
【００９２】
（Ｅ）
本実施形態の空気調和装置１では、加圧回路１１１が熱源側膨張弁２４と冷却器１２１との間に高圧のガス冷媒が合流するように接続されているため、高圧のガス冷媒が合流されて冷媒の温度が高くなった冷媒を冷却器１２１によって冷却することになる。これにより、冷却器１２１において冷媒を冷却するための冷熱源として、低温の冷熱源を使用する必要がなく、比較的高温の冷熱源を使用することができる。
【００９３】
また、空気調和装置１では、熱源側膨張弁２４の下流側から利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒の一部を圧縮機構２１の吸入側に戻すことができる冷媒圧力まで減圧したものを冷却器１２１の冷却源として使用しているため、熱源側膨張弁２４の下流側から利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒の温度よりも十分に低い温度の冷却源を得ることができる。これにより、熱源側膨張弁２４の下流側から利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送られる冷媒を過冷却状態まで冷却することが可能になる。
【００９４】
（Ｆ）
本実施形態の空気調和装置１では、熱源側熱交換器２３内を流れる冷媒の流量制御とは関係なく一定量供給される水を熱源として使用しており、水量の制御により熱源側熱交換器２３における蒸発能力を制御することができない。しかし、空気調和装置１においては、熱源側膨張弁２４によって熱源側熱交換器２３の蒸発能力又は凝縮能力を制御する際の制御幅が拡大されているため、水量の制御をしなくても、熱源側熱交換器２３の蒸発能力を制御する際の制御幅を確保することができる。
【００９５】
（４）変形例１
上述の空気調和装置１においては、冷暖同時運転が可能な空気調和装置を構成するために、熱源ユニット２と利用ユニット３、４、５とが冷媒連絡配管９、１０、１１及び接続ユニット６、７、８を介して接続されているが、図８に示されるように、冷暖切替運転が可能な空気調和装置を構成するために、熱源ユニット２と利用ユニット３、４、５とを冷媒連絡配管９、１０のみを介して接続してもよい。具体的には、本変形例の空気調和装置１では、冷暖同時運転可能にする際に必要な低圧ガス冷媒連絡配管１１及び接続ユニット６、７、８を省略して、利用ユニット３、４、５を液冷媒連絡配管９及び高圧ガス冷媒連絡配管１０に直接接続し、第２切換機構２６の切り換えによって、高圧ガス冷媒連絡配管１０を利用ユニット３、４、５から熱源ユニット２に戻される低圧のガス冷媒が流れる配管として機能させたり、高圧ガス冷媒連絡配管１０を熱源ユニット２から利用ユニット３、４、５に供給する高圧のガス冷媒が流れる配管として機能させることができるようにしている。
【００９６】
次に、本変形例の空気調和装置１の動作（暖房運転モード及び冷房運転モード）について説明する。
まず、暖房運転モードについて説明する。利用ユニット３、４、５の全てを暖房運転する際、空気調和装置１の冷媒回路１２は、図９に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図９の冷媒回路１２に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１２ｄにおいては、第１切換機構２２を蒸発運転状態（図９の第１切換機構２２の破線で示された状態）に切り換え、第２切換機構２６を暖房負荷要求運転状態（図９の第２切換機構２６の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させるとともに、高圧ガス冷媒連絡配管１０を通じて利用ユニット３、４、５に圧縮機構２１において圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を供給できるようになっている。また、熱源側膨張弁２４は、冷媒を減圧するように開度調節されている。尚、加圧回路１１１の開閉弁１１１ｂ及び冷却回路１２２の冷却回路側膨張弁１２２ｂは閉止されており、熱源側膨張弁２４とレシーバ２５との間を流れる冷媒に高圧のガス冷媒を合流させたり、冷却器１２１への冷熱源の供給を遮断してレシーバ２５と利用ユニット３、４、５との間を流れる冷媒を冷却しない状態になっている。利用ユニット３、４、５においては、利用側膨張弁３１、４１、５１は、例えば、利用側熱交換器３２、４２、５２の過冷却度（具体的には、液側温度センサ３３、４３、５３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ３４、４４、５４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、各利用ユニットの暖房負荷に応じて開度調節されている。
【００９７】
このような冷媒回路１２の構成において、圧縮機構２１の圧縮機２１ａで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、油分離器２１ｂにおいて、高圧のガス冷媒中に同伴する冷凍機油の大部分が分離されて第２切換機構２６に送られる。そして、油分離器２１ｂにおいて分離された冷凍機油は、第２油戻し回路２１ｄを通じて圧縮機２１ａの吸入側に戻される。第２切換機構２６に送られた高圧のガス冷媒は、第２切換機構２６の第１ポート２６ａ及び第４ポート２６ｄと、高圧ガス側閉鎖弁２８とを通じて、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られる。
【００９８】
そして、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られた高圧のガス冷媒は、３つに分岐されて、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２に送られる。
そして、利用側熱交換器３２、４２、５２に送られた高圧のガス冷媒は、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２において、屋内空気と熱交換を行うことによって凝縮される。一方、屋内の空気は、加熱されて屋内に供給される。利用側熱交換器３２、４２、５２において凝縮された冷媒は、利用側膨張弁３１、４１、５１を通過した後、液冷媒連絡配管９に送られて合流する。
【００９９】
そして、液冷媒連絡配管９に送られて合流された冷媒は、熱源ユニット２の液側閉鎖弁２７及び冷却器１２１を通じてレシーバ２５に送られる。レシーバ２５に送られた冷媒は、レシーバ２５内に一時的に溜められた後、熱源側膨張弁２４によって減圧される。そして、熱源側膨張弁２４によって減圧された冷媒は、熱源側熱交換器２３において、熱源としての水と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒になり、第１切換機構２２に送られる。そして、第１切換機構２２に送られた低圧のガス冷媒は、第１切換機構２２の第２ポート２２ｂ及び第３ポート２２ｃを通じて、圧縮機構２１の吸入側に戻される。このようにして、暖房運転モードにおける動作が行われている。
【０１００】
この場合においても、各利用ユニット３、４、５の暖房負荷が非常に小さくなる場合があるが、３０℃以下の温度範囲において２層に分離しない組み合わせの冷凍機油及び冷媒を使用するとともに、第１油戻し回路１０１を設けているため、上述の冷暖同時運転が可能に構成された空気調和装置の暖房運転モードと同様に、熱源側熱交換器２３内における冷凍機油の溜まり込みを防ぐことができるようになっている。
【０１０１】
次に、冷房運転モードについて説明する。利用ユニット３、４、５の全てを冷房運転する際、空気調和装置１の冷媒回路１２は、図１０に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図１０の冷媒回路１２に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１２ｄにおいては、第１切換機構２２を凝縮運転状態（図１０の第１切換機構２２の実線で示された状態）に切り換え、第２切換機構２６を冷暖切替時冷房運転状態（図１０の第２切換機構２６の実線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させるとともに、高圧ガス冷媒連絡配管１０を通じて利用ユニット３、４、５から熱源ユニット２に戻される低圧のガス冷媒を圧縮機構２１の吸入側に送ることができるようになっている。また、熱源側膨張弁２４は、開けられた状態になっている。尚、第１油戻し回路１０１の開閉弁１０１ｂは閉止されており、熱源側熱交換器２３の下部から冷媒とともに冷凍機油を抜き出して圧縮機構２１に戻す動作を行わない状態になっている。利用ユニット３、４、５においては、利用側膨張弁３１、４１、５１は、例えば、利用側熱交換器３２、４２、５２の過熱度（具体的には、液側温度センサ３３、４３、５３で検出される冷媒温度とガス側温度センサ３４、４４、５４で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、各利用ユニットの冷房負荷に応じて開度調節されている。
【０１０２】
このような冷媒回路１２の構成において、圧縮機構２１の圧縮機２１ａで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、油分離器２１ｂにおいて、高圧のガス冷媒中に同伴する冷凍機油の大部分が分離されて第１切換機構２２に送られる。そして、油分離器２１ｂにおいて分離された冷凍機油は、第２油戻し回路２１ｄを通じて圧縮機２１ａの吸入側に戻される。そして、第１切換機構２２に送られた高圧のガス冷媒は、第１切換機構２２の第１ポート２２ａ及び第２ポート２２ｂを通じて、熱源側熱交換器２３に送られる。そして、熱源側熱交換器２３に送られた高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器２３において、熱源としての水と熱交換を行うことによって凝縮される。そして、熱源側熱交換器２３において凝縮された冷媒は、熱源側膨張弁２４を通過した後、加圧回路１１１通じて圧縮機構２１で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒が合流し、レシーバ２５に送られる。そして、レシーバ２５に送られた冷媒は、レシーバ２５内に一時的に溜められた後、冷却器１２１に送られる。そして、冷却器１２１に送られた冷媒は、冷却回路１２２を流れる冷媒と熱交換を行うことによって冷却される。そして、冷却器１２１において冷却された冷媒は、液側閉鎖弁２７を通じて、液冷媒連絡配管９に送られる。
【０１０３】
そして、液冷媒連絡配管９に送られた冷媒は、３つに分岐されて、利用ユニット３、４、５の利用側膨張弁３１、４１、５１に送られる。
そして、利用側膨張弁３１、４１、５１に送られた冷媒は、利用側膨張弁３１、４１、５１によって減圧された後、利用側熱交換器３２、４２、５２において、屋内空気と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒となる。一方、屋内の空気は、冷却されて屋内に供給される。そして、低圧のガス冷媒は、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られて合流する。
【０１０４】
そして、高圧ガス冷媒連絡配管１０に送られて合流した低圧のガス冷媒は、高圧ガス側閉鎖弁２８と第２切換機構２６の第４ポート２６ｄ及び第３ポート２６ｃとを通じて、圧縮機構２１の吸入側に戻される。このようにして、冷房運転モードにおける動作が行われている。
この場合においても、各利用ユニット３、４、５の冷房負荷が非常に小さくなる場合があるが、熱源側膨張弁２４の開度を小さくする制御を行いつつ、熱源側膨張弁２４の下流側に加圧回路１１１を通じて高圧のガス冷媒を合流させることによって、熱源側膨張弁２４の下流側の冷媒の圧力を高くする制御を行うとともに、熱源側膨張弁２４によって減圧されて利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送られる冷媒を、冷却器１２１によって冷却するようにしているため、上述の冷暖同時運転が可能に構成された空気調和装置の冷房運転モードと同様に、ガス冷媒を凝縮させることができて、利用側冷媒回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃにガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくても済むようになっている。
【０１０５】
（５）変形例２
上述の空気調和装置１においては、熱源側膨張弁２４による熱源側熱交換器２３の蒸発能力の制御の制御幅と、熱源側膨張弁２４による熱源側熱交換器２３の凝縮能力の制御の制御幅との両方を拡大するために、第１油戻し回路１０１、加圧回路１１１、冷却器１２１及び冷却回路１２２を熱源ユニット２に設けるようにしているが、例えば、熱源側熱交換器２３の蒸発能力の制御の制御幅は確保されているが、熱源側熱交換器２３の凝縮能力の制御の制御幅のみを拡大することが必要な場合には、図１１に示されるように、加圧回路１１１、冷却器１２１及び冷却回路１２２だけを熱源ユニット２に設けるようにしてもよい（すなわち、第１油戻し回路１０１を省略してもよい）。
【０１０６】
（６）変形例３
上述の空気調和装置１においては、第１切換機構２２及び第２切換機構２６として四路切換弁を使用しているが、これに限定されず、例えば、図１２に示されるように、第１切換機構２２及び第２切換機構２６として三方弁を使用してもよい。
（７）変形例４
上述の空気調和装置１（変形例２を除く）においては、第１油戻し回路１０１を通じて蒸発器として機能する熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻される冷凍機油及び冷媒の流量が、第１油戻し回路１０１において蒸発器として機能する熱源側熱交換器２３の下部と圧縮機構２１との間の圧力損失に応じて決定されるため、例えば、蒸発器として機能する熱源側熱交換器２３内や熱源側熱交換器２３の冷媒出口側から圧縮機構２１の吸入側までの間の配管内における圧力損失が小さく、第１油戻し回路１０１における圧力損失が小さくなってしまう場合等において、熱源側熱交換器２３内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐことができるだけの十分な流量の冷凍機油及び冷媒を、第１油戻し回路１０１を通じて熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻すことができない場合が生じ得る。
【０１０７】
このような場合においても、熱源側熱交換器２３内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐことができるだけの十分な流量の冷凍機油及び冷媒を、第１油戻し回路１０１を通じて熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻すことができるようにするために、図１３に示されるように、蒸発器として機能する熱源側熱交換器２３の冷媒出口側と圧縮機構２１の吸入側との間に接続されており、熱源側熱交換器２３において蒸発されて圧縮機構２１の吸入側に戻されるガス冷媒を、第１油戻し回路１０１を通じて熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻される冷凍機油及び冷媒と合流する前に減圧することが可能な減圧機構１３１をさらに備えるようにしてもよい。
【０１０８】
減圧機構１３１は、主として、第１切換機構２２の第３ポート２２ｃと圧縮機構２１の吸入側とを接続する配管に接続された電磁弁からなる開閉弁１３１ａと、開閉弁１３１ａをバイパスするバイパス管１３１ｂとからなる。バイパス管１３１ｂには、キャピラリチューブ１３１ｃが接続されている。この減圧機構１３１では、第１油戻し回路１０１を使用する場合には、開閉弁１３１ａを閉止してバイパス管１３１ｂのみを熱源側熱交換器２３において蒸発したガス冷媒が流れるようにし、それ以外の場合には、開閉弁１３１ａを開けて開閉弁１３１ａ及びバイパス管１３１ｂの両方を熱源側熱交換器２３において蒸発したガス冷媒が流れるように動作させることができるため、第１油戻し回路１０１を使用する場合には、蒸発器として機能する熱源側熱交換器２３の冷媒出口側から圧縮機構２１の吸入側までの間における圧力損失を大きくして、第１油戻し回路１０１を通じて熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻される冷凍機油及び冷媒の流量を大きくすることができるようになる。これにより、熱源側熱交換器２３内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐことができるだけの十分な流量の冷凍機油及び冷媒を、確実に、第１油戻し回路１０１を通じて熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻すことができる。尚、キャピラリチューブ１３１ｃを接続することなくバイパス管１３１ｂにおける圧力損失を適切に設定できる場合には、キャピラリチューブ１３１ｃは不用である。
【０１０９】
また、減圧機構は、上記の減圧機構１３１のような開閉弁１３１ａ及びバイパス管１３１ｂではなく、図１４に示されるように、第１切換機構２２の第３ポート２２ｃと圧縮機構２１の吸入側とを接続する配管に接続された電動膨張弁であってもよい。この減圧機構１４１では、第１油戻し回路１０１を使用する場合には、開度を小さくする制御を行って蒸発器として機能する熱源側熱交換器２３の冷媒出口側から圧縮機構２１の吸入側までの間における圧力損失を大きくして、第１油戻し回路１０１を通じて熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻される冷凍機油及び冷媒の流量を大きくすることができるようにし、それ以外の場合には、開度を大きく（例えば、全開）する制御を行うことができるため、熱源側熱交換器２３内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐことができるだけの十分な流量の冷凍機油及び冷媒を、確実に、第１油戻し回路１０１を通じて熱源側熱交換器２３の下部から圧縮機構２１に戻すことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明を利用すれば、熱源側冷媒回路と、熱源側冷媒回路に接続された利用側冷媒回路とを備えた空気調和装置において、熱源側熱交換器の凝縮能力を熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明にかかる一実施形態の空気調和装置の概略の冷媒回路図である。
【図２】熱源側熱交換器の全体の概略構造を示す図である。
【図３】図２のＣ部分の拡大図であって、熱源側熱交換器の下部の概略構造を示す図である。
【図４】空気調和装置の暖房運転モードにおける動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図５】空気調和装置の冷房運転モードにおける動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図６】空気調和装置の冷暖房同時運転モード（蒸発負荷）における動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図７】空気調和装置の冷暖房同時運転モード（凝縮負荷）における動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図８】変形例１にかかる空気調和装置の概略の冷媒回路図である。
【図９】変形例１の空気調和装置の暖房運転モードにおける動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図１０】変形例１の空気調和装置の冷房運転モードにおける動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図１１】変形例２にかかる空気調和装置の概略の冷媒回路図である。
【図１２】変形例３にかかる空気調和装置の概略の冷媒回路図である。
【図１３】変形例４にかかる空気調和装置の概略の冷媒回路図である。
【図１４】変形例４にかかる空気調和装置の概略の冷媒回路図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１  空気調和装置（冷凍装置）
１２  冷媒回路
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  利用側冷媒回路
１２ｄ  熱源側冷媒回路
２１  圧縮機構
２３  熱源側熱交換器（蒸発器）
２４  熱源側膨張弁（膨張弁）
３１、４１、５１  利用側膨張弁
３２、４２、５２  利用側熱交換器（凝縮器）
１０１  第１油戻し回路（油戻し回路）
１０１ｂ  開閉弁
１１１  加圧回路
１２１  冷却器
１２２  冷却回路